科学家证明鸟类卵巢组织可以在化石记录中保存

作者: Alida Bailleul

来源: Communications Biology

发布日期: 2020-07-28

中国科学院古脊椎动物与古人类研究所的研究团队在《通讯生物学》上发表的研究表明,鸟类卵巢的残留物可以在化石记录中保存。这一发现解决了关于鸟类进化过程中卵巢功能丧失时间的争议,并为化石软组织研究设定了新的标准。

中国科学院古脊椎动物与古人类研究所(IVPP)的Alida Bailleul博士领导的研究团队解决了一个争议:鸟类卵巢的残留物是否可以在化石记录中保存。根据该团队7月28日在《通讯生物学》上发表的研究,答案是肯定的。早白垩世的Jehol生物群以其卓越的鸟类化石而闻名,这些化石包括数千具几乎完整的骨骼,保存得非常完整,并且通常带有相关的软组织。最常见的是羽毛被保存下来,但有时也会发现罕见的器官痕迹。

2013年,一组IVPP科学家描述了几种早期鸟类标本,他们认为这些标本保存了成熟的卵泡(在排卵和蛋壳形成之前,蛋黄被包裹在薄膜中)。这些痕迹由所有标本左侧的一簇圆形物体组成,位于最后胸椎下方。这一发现从进化角度来看特别有趣,因为现代鸟类只有一个功能性卵巢,即左侧卵巢,而所有其他现存动物在正常情况下有两个功能性卵巢。现有的化石证据表明,与鸟类关系相当密切的窃蛋龙有两个功能性卵巢。

这意味着鸟类在进化过程中失去了右卵巢的功能。但这是在什么时候发生的?如果这种解释是正确的,那将意味着右卵巢的功能在鸟类进化的早期就已经丧失,即超过1.2亿年前。然而,这些发现是有争议的。事实上,几位作者对原始解释的有效性表示怀疑,提出这些圆形痕迹实际上是被摄入的植物残余。

因此,理解这些有争议的痕迹的身份对于理解鸟类的生殖进化、早期鸟类(两个早期鸟类群体)的饮食以及Jehol生物群的保存潜力非常重要。为了探索这些有争议痕迹的身份,Bailleul博士领导的团队从一只反鸟中提取了所谓的卵泡残余物,并使用一系列分析方法进行研究,包括扫描电子显微镜、能量分散光谱、传统的磨片技术和应用于脱矿化化石组织和现存母鸡卵泡的组织化学染色进行比较。

结果显示,化石中保存的组织与现存鸟类发育中的蛋黄周围的组织几乎相同。更具体地说,Bailleul博士证明,化石痕迹部分由一种在排卵期间排出卵泡的收缩、肌肉和血管化结构(腱索)组成。识别出平滑肌纤维、胶原纤维和血管的残余物,这些特征都与原始解释一致,并与摄入种子假说不兼容。

虽然Bailleul博士目前只测试了一个带有所谓卵巢痕迹的标本,但这些结果证明卵巢卵泡可以在超过1.2亿年的化石中保存,并确认至少一些反鸟类有一个功能性卵巢和输卵管。然而,与现代鸟类不同,它们的卵泡发育缓慢,这是由于它们的代谢率较低。这项研究为Jehol化石软组织研究设定了新的标准,表明如果这些痕迹保存得非常好,它们可以在与现存组织相似的水平上进行研究。

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