治疗白癜风哪家医院比较好 https://mjbk.familydoctor.com.cn/bjbdfyy_ks811/在《进化》(Evolution)杂志上发表的一项新研究中,生物学家们通过确认现存的多种青蛙中唯一一种下颚上有真牙的青蛙,结束了一场长达一个世纪的争论。
那场争论源自于一种名为Gastrothecaguentheri的大型有袋青蛙,从年被发现以来,科学家们一直对它的下颚上的一整套锯齿状的结构存在困惑——那到底是不是牙齿?青蛙的牙齿在数千万年前已经退化了,难道还重新进化出牙齿了吗?可惜这个物种已经濒临灭绝,数量非常稀少,使得求证的过程变得非常艰难。
Gastrothecaguentheri青蛙
真正的牙齿是由特定的组织组成的,包括牙本质和珐琅质。众所周知,青蛙很小,如果它们有牙齿,牙齿会更小,人们很难观察到这些组织。“这些结构的体积非常小,每个都只有一粒沙子那么大,”佛罗里达大学生物学系的博士生丹尼尔·帕鲁(DanielPaluh)说:“如果不使用高分辨率技术,就无法确认结构中是否存在牙本质和珐琅质。”
科学家们能够研究很多的青蛙的化石,其中最古老的可以追溯到2亿年前,他们发现远古的青蛙是有过牙齿的,但后来几乎全都退化了,后期的青蛙化石几乎没有一个是有牙齿的(特别是下颚的牙齿)。
而在生物学上有一个著名的理论——多洛定律。这个定律认为,一旦一个物种失去了一个复杂的特征,包括牙齿,这个特征就再也不会回来了。根据这个定律,青蛙失去了牙齿后,就不会再进化回来了。如果Gastrothecaguentheri是有牙齿的话,那么青蛙在牙齿问题上是违反这个定律的。
然而,尽管自侏罗纪以来,青蛙的基本体型和解剖结构基本保持不变,但帕鲁和他的同事最近确定,青蛙在此后20次进化转变中失去了牙齿,并可能在整个进化史中又恢复了6次牙齿。
有些物种,比如那些以蚂蚁和白蚁为食的青蛙物种,完全没有牙齿,而是依靠它们有黏性的、突出的舌头来卷取食物。追求更大的食物的青蛙通常上颚有一排锯齿状的牙齿,这有助于防止摆动的猎物逃跑。
在极少数情况下,一些青蛙物种还进化出了巨大的骨性尖牙,从下颚突出,表面上与牙齿相似,但缺乏明显的牙本质和釉质组织,这种尖牙只长一次,脱落后不会再长出来。
骨性尖牙
一个多世纪以来,没有人能确定Gastrothecaguentheri青蛙下颌上的结构是骨性尖牙还是真牙,找到一个标本来解决这个问题并不容易。这种青蛙原产于哥伦比亚和厄瓜多尔的云层森林,最近一次对这种青蛙有记录的的观察是在年进行的,这个物种目前已经濒临灭绝,要找到一个活体来研究是十分困难的事。
一小部分Gastrothecaguentheri青蛙标本被博物馆保存下来,但鉴于它们的稀有性,生物学家在对它们进行研究所需的破坏性分析时犹豫不决。但帕鲁能够利用胃膜生物的一个特殊特性,将保存的胚胎作为样本来研究,而不是完整的成年青蛙。
雌性有袋蛙类不是在池塘或溪流中产卵,而是把卵放在背上的育儿袋里。帕鲁说:“在Gastrothecaguentheri青蛙的例子中,这些卵将跳过蝌蚪阶段,直接孵化成为青蛙的成体的微型版本。”
研究人员对胚胎的颌骨进行了CT扫描,并用染料仔细地对单个牙齿的剃刀般薄的部分进行了染色,这些染料与牙釉质和牙本质结合,得出了明确的结果。Gastrothecaguentheri青蛙的牙形结构在整体形状、发育和组成组织方面确实与真牙一致。
至于数百万年来一直缺失的结构如何在一只不起眼的青蛙身上重现,帕鲁怀疑答案在于大多数活的两栖动物牙齿发育的复杂途径。虽然牙齿的位置可能因物种而异,但它们的发育可能是由相同的基本遗传学决定的,而在下颚产生牙齿可能很简单,就像拨动开关一样。
帕鲁计划在不久的将来利用几种基因工具绘制青蛙牙齿发育和进化的轮廓图,但对于Gastrothecaguentheri青蛙和美洲热带的许多其他濒危物种来说,找到确切答案可能不再可能。在博物馆收藏的动植物中,DNA会随着时间的推移而降解,而数量稀少的老化Gastrothecaguentheri青蛙标本不太可能成为进行基因研究的可行资源。
帕鲁说:“由于气候变化、栖息地退化和食糜菌病,我们已经看到这一群体中的许多物种濒临灭绝。我们无法在任何其他群体中回答这些问题,因为这些特征在青蛙生命树的其他任何地方都不存在。”