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古鱼为研究牙齿进化提供线索

古鱼为研究牙齿进化提供线索

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原始鱼类Romundina stellinaIn的牙板扫描图像 图片来源:《生物学快报》

  最早的牙齿并不是单独的结构,而是一些坚硬且凹凸不平的“板材”,远古鱼类用这些像砂纸一样的牙齿来研磨、粉碎它们的食物。

  如今一项新的研究表明,这些所谓的牙板并不是一次形成的——随着鱼类尺寸的增加,这些牙板也随着齿状组织的积聚而逐渐增大。这是对一种具有4亿年历史的古老生物Romundina stellina的牙板进行的第一次详细分析得出的结论,而Romundina stellina很可能是第一种长出牙齿的动物。研究人员指出,更好理解牙齿的进化将为研究其他组织——例如心脏、肾脏和别的主要器官——的进化提供重要线索。

  长期以来,研究人员一直通过研究鲨鱼推断牙齿的进化腾讯分分彩。这是因为鲨鱼在地球上已经生存了4.2亿多年,而它们的牙齿与其他生物后来进化出的牙齿非常类似,推测起来,其牙齿随着动物生长而发育的生物学过程应该也与其他生物类似。

  但是英国布里斯托大学古生物学家Philip Donoghue指出,还有比鲨鱼更古老的生物也具有齿状特征。其中就包括Romundina stellina,这是一种小型的、身披“铠甲”的鱼类,生活在距今4亿年前。Donoghue说,这种鱼类甲胄一样的表皮用于防御捕食者,它们是已知最早的有颌脊椎动物。

  Donoghue与荷兰莱顿市自然生物多样性中心古脊椎动物学家Martin Rucklin于是决定对Romundina stellina的牙板化石进行研究,从而梳理其中的奥秘。

  研究人员对与这种古鱼的其他遗骸一道发掘自加拿大威尔士王子岛的一块牙板化石进行了3维X射线扫描。这些扫描研究是如此的细致,以至于研究人员甚至能够发现直径小至10微米的特征。

  最终的图像清晰地表明,动物的牙板并非一次形成的。Donoghue说,在其横截面中,他和Rucklin可以很容易地鉴别腾讯分分彩出标志着单独结构(类似于现代牙齿)表面的实线具有一个牙质核和一个坚硬的珐琅状的表面。这一图像同时表明,这些牙板周围还形成了他们所谓的“先驱牙齿”。

  研究人员指出,随着古鱼的生长,新的牙齿状的结构在附近的组织中出现,随后融合为扩张的牙板的边缘。研究人员日前在《生物学快报》网络版上报告了这一研究成果。

  英国伦敦自然历史博物馆古脊椎动物学家Zerina Johanson指出,尽管牙齿看起来是一些简单的组织,但它们的形成也经历了一个复杂的过程。她强调:“通过了解牙齿在原始鱼类中的进化过程,我们能够得到这些组织如何在其他生物中进化的新观点。”

  Donoghue指出,生物用来形成牙齿的大致相同的生物进程同样也能够用来生成其他组织。因此他强调,对于牙齿进化有更好的视点将能够为科学家提供其他大型器官,例如心脏、肾脏以及消化道是如何进化的线索。