⽛⻮原本是⻓在体外的鳞⽚?

作者: 丹尼尔·伦纳德(Daniel Leonard)

来源: 环球科学

发布日期: 2022-12-13 21:30:03

最近的研究表明,⽛⻮⼤约在4亿年前⾸次出现,可能是古代⻥类的体鳞迁移到嘴⾥的结果。这项发现为“由外⽽内”假说提供了新证据,表明⻥体表上的鳞⽚有能⼒演化成类似⽛⻮的内部结构。

你可能不认为⾃⼰是⼀种有鳞的动物,但位于我们嘴唇后⽅的硬质结构(⽛⻮)也许讲述着不同的故事。锯鳐是世界上最奇特的动物之⼀。最近有⼀项关于锯鳐的研究表明,⽛⻮⼤约是在4亿年前⾸次出现,当时古代⻥类的体鳞迁移到了它们嘴⾥。早期出现的⽛⻮为有颌⻥类的演化提供了重⼤的推动⼒。

瑞典乌普萨拉⼤学的古⽣物学家佩尔·阿尔伯格(Per Ahlberg,未参与这项研究)表示:“如果你正在进⻝,除⾮是在吸⻝浮游⽣物之类极⼩的的物质,否则能够咬住⼝中的⻝物绝对更加有利。”具有咬合能⼒是演化上的⼀个重⼤⻜跃,阿尔伯格说,⽽咀嚼能⼒是后来演化出来的。

美国芝加哥⼤学的古⽣物学家雅拉·哈⾥迪(Yara Haridy,未参与这项研究)表示,所有具有⽛⻮的现⽣动物——从鳟⻥到⼈类再到鳄⻥——似乎都是由同⼀类有颌⻥演化⽽来的。但是,科学家对早期⽛⻮起源的看法各不相同。其中,“由外⽽内”假说认为,坚硬的起保护作⽤的身体鳞⽚(由⽛本质或⽛釉质这样的矿物化组织组成)可能迁移到了⼝中。与之相对,“由内⾄外”假说则认为,⽛⻮或许是由与鳃同源的内部组织发育⽽来的。

在《解剖学杂志》(Journal of Anatomy)上发表的新研究为“由外⽽内”假说提供了新证据。研究⼈员采集了⼀种锯鳐物种的化⽯。这种锯鳐(Ischyrhiza mira)⽣活在⼤约7000万年前,现在已经灭绝。然后,他们分析了这些化⽯的喙⻮,它们是这种锯鳐的吻突两侧伸出的⻮状凸起,可以辅助觅⻝和⾃卫。虽然喙⻮看上去很像⽛⻮,但实际上是特化的体鳞。

不同于此前关于已灭绝和现存锯鳐的研究,这项新研究探究了鳞⽚坚硬外层(被称作似釉质)的内部结构。哈⾥迪表示:“似釉质基本上可以说就是⽛釉质的原始形态。”当研究⼈员⽤砂纸和酸将这些鳞⽚外层刮下来,然后在扫描电⼦显微镜下对它们进⾏观察时,这⼀层结构呈现的复杂程度令他们感到震惊。

美国宾夕法尼亚州⽴⼤学的古⽣物学家托德·库克(Todd Cook,这项研究的第⼀作者)说,他们原本预计会像许多其他体鳞⼀样出现⼀种均质结构。但相反,他们观察到了不同的可抵抗机械应⼒的微晶区域。库克表示:“事实上,似釉质的整体结构都类似于现代鲨⻥的⽛⻮。

”尽管喙⻮本身并没有演变成⽛⻮(实际上,锯鳐的祖先已经拥有⽛⻮),但这项发现表明,⻥体表上的鳞⽚有能⼒演化成⼀种类似⽛⻮的内部结构,并且此前它们可能已经演化了⾄少⼀次。库克认为,如此均⼀的结构不⼤可能是由内部完全不同的咽部组织独⽴演化⽽来的。⽐利时根特⼤学的演化发育⽣物学家安·于休(Ann Huysseune,未参与这项研究)表示:“这项发现⽀持了‘由外⽽内’假说。

”阿尔伯格指出,动物身体具有鳞⽚的外部组织会与它的内部组织在嘴巴附近交会。但对于古代⻥类⽽⾔,很难确定两者之间的确切边界。然⽽,这个边界的位置却是了解究竟是哪⼀类组织先形成⽛⻮的关键。⼤多数情况下,化⽯⽆法保存软组织,因此研究⼈员只能推测这些组织的性质,或者也可以参考相应的现⽣物种。例如,于休他们就会深⼊研究现代斑⻢⻥的嘴部,从⽽试图更好地了解⽛⻮的形成与起源。

对于阿尔伯格⽽⾔,事实⾮常清楚,外部组织能够形成复杂的类似⽛⻮的鳞⽚。这项研究直观地反映出了这种作⽤机制。但内部的咽部组织,或者接近吻突的内外组织复合体是否也能形成这样类似⽛⻮的结构呢?阿尔伯格认为,这仍然有待研究。⽀持“由内⽽外”假说的科学家表示,答案是肯定的。

哈⾥迪说,有⼀段时间,这些科学家的主要证据来⾃⼀些类似鳗⻥的⽣物:它们的咽部和嘴巴⾥已经有明显发育完全的类似⽛⻮的结构,但是并没有出现在身体的其他部位。20世纪90年代和21世纪初发表的⼀些论⽂会将这些鳗⻥作为证明“由内⽽外”假说的基⽯,但后来的研究却发现,这样的结构是这个谱系所独有的,与脊椎动物的⽛⻮并不相关。现在,科学家仍然在寻找类似的现⽣⽣物,以及早期原始⽛⻮的化⽯样本。

阿尔伯格表示,确定⽛⻮的起源,并不会⽴刻以任何切实的⽅式改善我们的⽣活。但他认为,这或许可以在遥远的未来,使⼈类学会如何像⼤多数⾮哺乳动物⼀样不断再⽣⽛⻮。“我认为,理解‘我们的身体是如何形成’本身就⼗分有趣,”阿尔伯格说,“身体是⼀个我们⼈类栖居的独特系统,它也⻅证了⼀段漫⻓且奇特的历史。”

UUID: 4fea59c2-636d-47fb-bdd4-ff5d47fbe76a

原始文件名: /home/andie/dev/tudou/annot/AI语料库-20240917-V2/AI语料库/环球科学公众号-pdf2txt/2022/环球科学_2022-12-13_牙齿原本是长在体外的鳞片?.txt

是否为广告: 否

处理费用: 0.0059 元