来源：原理
【为什么人类看起来是人类的样子？】你是否也曾有过这样的疑惑：为什么人类看起来是人类的样子？明明我们与我们的近亲黑猩猩有99%的DNA都相同 ， 但我们的脸和身体又如此大不相同 。
在生物学中 ， 身体构型描述了一个动物的身体从头到脚 ， 或从头到尾是如何组织排列的 。 所有的两侧对称动物（身体的左右两侧互为镜像）都有着相似的身体结构 。 例如 ， 头在前端形成 ， 四肢在身体中部形成 ， 尾巴在后端形成 。
那么究竟是什么基因 ， 控制了决定着这些动物外形的特征的？这些基因又是如何让人和其他动物变成现在的样子的？在建立身体构型的过程中 ， 一组被称为Hox基因的高级控制基因起到了重要作用 ， 它们宛若一套基因GPS系统 ， 决定了身体的每个部分在发育过程中会变成什么 。
所有动物都有Hox基因 ， 它们会在相似的身体区域进行表达 。 虽然以人类来说 ， 我们的体型和外貌都在进化过程中发生了明显的变化 ， 但这些控制着不同物种定义特征的基因 ， 却令人惊讶地在整个进化史上都没有发生什么变化 。
它们是如何在如此漫长的进化历程里 ， 仍然如此保持稳定 ， 同时又在动物发展中扮演如此关键的角色的呢？
1990年 ， 分子生物学家William McGinnis和他的研究小组想知道 ， 一个物种的Hox基因是否能在另一个物种中具有类似的功能 。 他们进行了一项开创性的实验 ， 将小鼠和人类的Hox基因植入到果蝇之中 ， 然后激活了身体中的错误区域的基因 ， 例如 ， 在果蝇头部的最前端放置指导了人类的腿应在哪里发育的Hox基因 。 如果身体部位出现错位 ， 则表明小鼠或人类的Hox基因的功能与果蝇自身的基因一样 。
这是一个大胆的想法 。 因为果蝇和哺乳动物的最后的共同祖先生活在5亿多年前 ， 在如此漫长的时间里 ， 不同物种之间的基因早已经相互分离 ， 因此要替换它们的基因 ， 几乎是不可想象的 。
而实验结果表明 ， 小鼠和人类的Hox基因都将果蝇的触角变成了腿 。 这意味着 ， 在历经了数百万年之后 ， 人类和小鼠的基因所提供的位置信息 ， 仍然能在果蝇中被识别 。
这项著名的实验帮助我们理解了Hox基因在决定从人类到黑猩猩再到果蝇的物种外表一致性方面的作用 。 自那之后 ， 进化和发育生物学家便开始思考：Hox基因到底是如何运作的？它们是如何决定不同身体区域的身份的？
在一项新发表于《科学进展》杂志的研究中 ， 生物学家Ethan Bier与团队展开了一项实验 ， 揭示了Hox基因是如何在数十万年不变的情况下 ， 仍然能够在进化过程中改变不同物种的外观的 。
新实验所选用的动物模型是实验室果蝇 。 他们研究了一种名为pb的果蝇Hox基因 ， 这种Hox基因指导着果蝇口器的形成 。 利用基于CRISPR的基因编辑技术 ， 研究人员将实验室常见果蝇品种——黑腹果蝇（Drosophila melanogaster）的pb基因 ， 替换为了其夏威夷近亲——拟态果蝇（Drosophila mimica）的pb基因 。
这两种果蝇有着非常不同的脸 。 黑腹果蝇有着光滑而呈海绵状的口器部分 ， 而拟态果蝇则有着像烤架一样的形状的口器部分 。 正如McGinnis所预测的那样 ， 携带拟态果蝇pb基因的果蝇 ， 并没有发展出烤架状的口器特征 。
但是 ， 有一个拟态果蝇的特征却得到了显现：对黑腹果蝇来说 ， 通常应该从面部伸出的下颚须（一种感觉器官） ， 结果却与嘴巴平行排列 。 这表明pb基因不仅为嘴巴应该在哪里形成提供了标记 ， 还提供了它应该如何形成的指示 。
研究人员还想知道 ， pb基因是如何决定下颚须的方向的 。 它可能是通过改变它所编码的蛋白质来实现这一点的；或者它可能改变了控制其他基因的方式 ， 就像一个决定了基因应该何时何地开启的开关一样 。