1. 首頁 > 生活百科 > >

從胚胎到進化：蜥蜴和蛇頭部的洞見

進化


從胚胎到進化：蜥蜴和蛇頭部的洞見


顱骨進化和整合模式的個體發育模型 。鳴謝:自然生態與進化(2024) 。DOI: 10.1038/s41559-023-02295-3
據福井大學：赫爾辛基大學（尼古拉斯·迪·波伊）：動物頭部的進化是各種解剖學特征如何共同進化以適應不同生態位、行為和功能的顯著例子 。但是脊椎動物頭部形狀差異如此之大的復雜細節仍然難以捉摸 。
問題的關鍵在于動物生長和發育的高度解剖多樣性和復雜性質，而僅僅關注動物生命的特定階段或頭部孤立部分的研究，尤其是成年期的研究，往往加劇了這一問題 。
赫爾辛基大學HiLIFE生物技術研究所的研究人員與國際合作者合作，深入研究了蜥蜴和蛇等有鱗爬行動物的特殊形態多樣性，以解開圍繞脊椎動物頭部不同形狀的長期謎團 。他們的綜合分析涵蓋了從早期胚胎形成到成人完全形成骨骼和器官的頭部發育 。
這項工作發表在《自然生態與進化》雜志上 。
這項研究強調了理解胚胎生長、整體有機體發育以及不同組織之間在塑造脊椎動物頭部方面的復雜相互作用的重要性 。
通過仔細比較頭骨和軟組織的形狀，這些發現闡明了蛇頭和蜥蜴頭在發育過程中逐漸出現的區別 。各種機制 ， 包括形狀的形成和發展的速度 ， 促成了這些差異 。
“我們的研究為未來的動物研究提供了一個框架，旨在從進化和發展的角度分析頭骨和其他組織變異的模式，”赫爾辛基大學生物技術研究所研究主任、首席研究員Nicolas Di-Po說 。
“蛇頭的起源與發育時間的變化有關 。然而 ， 蛇的進化不能僅僅用單一類型的變化來解釋 。多重變化在塑造他們的頭骨和頭部方面發揮了作用 。在早期胚胎中，蛇的發育在形狀和位置上都與蜥蜴不同，隨后是后期的時間差異，”該研究的第一作者、博士研究員Joni Ollonen解釋道 。
這項研究還揭示了顱骨如何與周圍的腦組織和感覺器官整合的動態變化 。
“令人著迷的是 ， 蛇在發育過程中有一個更加完整的頭部 ， 其中一個區域的變化會影響其他區域 。這限制了它們在生長過程中的頭部形狀，但允許它們的頭骨采取蜥蜴無法做到的極端形狀，”Di-Po描述道 。
眼睛、鼻腔和雅各布森器官周圍的關鍵區域在塑造蛇類頭骨的形成過程中發揮了關鍵作用 ， 強調了視覺、嗅覺和專門的氣味探測器官等重要感官的變化在蛇進化中的重要作用 。
這項研究標志著在解開爬行動物頭部的適應性本質方面向前邁出了重要的一步 ， 為了解脊椎動物中不同的頭骨和周圍器官是如何連接的提供了有價值的見解 。這一新發現的知識讓我們得以一窺大自然的多樣性和設計中形式、發展和功能是如何錯綜復雜地聯系在一起的迷人世界 。