七鳃鳗脑图谱揭示五亿年前脊椎动物祖先大脑基本构造

2026年6月22日，一项关于脊椎动物脑演化的重要研究成果登上国际权威学术期刊科学封面。研究以七鳃鳗为对象，揭示了五亿年前脊椎动物共同祖先的大脑基本构造。

七鳃鳗是现存极为罕见的无颌脊椎动物，其演化支系早在四亿五千万年前便与包括人类在内的有颌类脊椎动物分道扬镳。令人惊叹的是，它的身体形态在漫长地质年代中几乎未发生显著改变，因而被公认为珍贵的活化石，同时也被列入国家二级重点保护野生动物名录。

由中国科学院昆明动物研究所牵头，联合多家科研机构组成的团队，首次构建出七鳃鳗全脑尺度的三维单细胞空间图谱。该图谱精准标注了数十万个神经细胞的空间位置与分子类型，为追溯大脑演化提供了高分辨率的参照系。

通过将七鳃鳗脑组织与小鼠脑组织进行系统性比对发现，尽管两者分化已逾四亿年，但多个核心脑区的基因表达模式仍高度保守。这表明，最早的脊椎动物祖先在演化早期便已具备结构分明、功能分区清晰的原始大脑，其基础构型被后续所有脊椎动物所继承并延续至今。与此同时，不同类群也在演化过程中发展出各自特有的神经细胞类型：七鳃鳗拥有哺乳动物所不具备的独特神经元亚型；而人类等高等哺乳动物则进一步演化出层次丰富、结构精密的新皮层。

研究还揭示了神经元功能分工的演化轨迹。在七鳃鳗脑中，绝大多数神经元兼具兴奋性与抑制性双重功能，类似“一岗多能”的原始工作模式。自硬骨鱼类起，专职化的兴奋性或抑制性神经元逐步增多；至鸟类和哺乳类，这种“兼职型”神经元比例显著下降。研究人员推测，这一功能细化过程可能与远古时期发生的全基因组复制事件密切相关——基因数量的倍增为细胞类型的多样化与功能特化提供了必要的遗传基础。

此外，关于小脑起源的长期科学争议也取得突破性进展。本次研究在七鳃鳗脑内识别出一个具有特殊分子特征与空间组织模式的脑区，其细胞组成及发育特性与鱼类小脑高度相似，被确认为迄今所知最古老的小脑雏形。