研究:塔斯马尼亚虎的头骨与灰狼的头骨非常相似

2022-02-24 / 作者:猫咪资讯 / 来源:网络整理 / 阅读:561 /
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澳大利亚的研究人员检查了从新生儿到完全成年的不同年龄、阶段和大小的袋狼和灰狼的头骨,并将它们与五种活着的有袋动物的头骨进行了比较。发表在《通讯生物学》杂志上的研究结果显示,袋狼不仅在成年时与灰狼相似,而且在新生儿和青少年时期也非常相似。1909年,霍巴特博马里斯动物园,一只塔斯马......

澳大利亚的研究人员检查了从新生儿到完全成年的不同年龄、阶段和大小的袋狼和灰狼的头骨,并将它们与五种活着的有袋动物的头骨进行了比较。发表在《通讯生物学》杂志上的研究结果显示,袋狼不仅在成年时与灰狼相似,而且在新生儿和青少年时期也非常相似。

A Tasmanian tiger (Thylacinus cynocephalus) with three cubs at Beaumaris Zoo in Hobart, 1909. Image credit: Tasmanian Museum and Art Gallery.

1909年,霍巴特博马里斯动物园,一只塔斯马尼亚虎(狗头袋狼)带着三只幼崽。影像学分:塔斯马尼亚博物馆和美术馆。

当第一批欧洲移民到达遥远的澳大利亚塔斯马尼亚岛时,他们惊讶地发现了一种巨大的条纹狗状动物,与其他犬科动物不同,它有一个腹部育儿袋,在那里饲养幼犬。

袋狼被恰当地命名为狗头袋狼,意思是“有袋狗的狗头”,这种有袋袋狼与有胎盘的犬科动物有显著的相似之处,尽管最后一次共享一个共同的祖先是在1.6亿年前。

袋狼和灰狼被认为是哺乳动物趋同进化中最引人注目的例子之一,它们独立进化出几乎相同的头骨形状,以应对共同的食肉和捕食生态。

“我们知道袋狼和狼成年后看起来很相似,但我们不知道它们是什么时候开始在发育过程中表现出显著的相似性的,”第一作者阿克塞尔·牛顿博士说,他是莫纳什大学生物医学科学学院、墨尔本大学生物科学学院和维多利亚博物馆科学系的研究员。

合著者之一、弗林德斯大学科学与工程学院的科学家维拉·韦斯贝克尔博士补充说:“包括袋狼在内的所有有袋动物天生就有相对于头部其他部分异常发达的下颚。

“科学家认为,这降低了有袋动物进化出一些极端头骨形状的潜力。然而,这显然没有阻止袋狼不寻常的狼一样头骨的进化!”

资深作者、墨尔本大学生物科学学院和维多利亚博物馆科学系的研究员克里斯蒂·希普斯利博士说:“我们的研究表明,3D成像可以揭示自然界隐藏的多样性。

Ontogenetic cranial variation and mosaic evolution: (A) principal component analysis of ontogenetic cranial shape for each species included in the study; PC1 represents age-related shape change (left to right), whereas PC2 separates herbivorous and carnivorous species; the thylacine and wolf display parallel similarities throughout ontogeny, compared with other marsupials; (B-D) subsampling of cranial shape into bone groups with shared embryonic tissue origins; the thylacine and wolf show shape overlap between bones of (B) FNP and (D) MES origin, but not in bones of (C) PA origin. Image credit: Newton et al., doi: 10.1038/s42003-020-01569-x.

个体发育颅骨变异和镶嵌进化:(A)研究中包括的每个物种的个体发育颅骨形状的主成分分析;PC1代表与年龄相关的形状变化(从左到右),而PC2区分食草和食肉物种;与其他有袋动物相比,袋狼和狼在个体发育过程中表现出相似性;(B-D)将颅骨形状细分为具有共同胚胎组织来源的骨组;袋狼和狼在(乙)FNP和(丁)MES起源的骨骼之间显示出形状重叠,但在(丙)PA起源的骨骼中没有。影像学分:Newton等,doi: 10.1038/s42003-020-01569-x。

利用x光计算机断层扫描和保存的博物馆标本,研究人员将袋狼和灰狼的头骨在早期发育和成年期间进行了比较。

此外,他们还研究了五种现存有袋类动物的头骨:刷尾负鼠(毛背负鼠)、无尾熊(灰背负鼠)、黄背负鼠(青霉菌)、东方负鼠(灵猫)和短尾负鼠。).

“通过比较从新生儿到成年人的整个生长系列,我们能够看到发育中的微小差异,这些差异在细胞水平上指出了头骨中何时何地出现对食肉动物的适应,”希普斯利博士说。

“这只有通过博物馆租借保存下来的标本才能实现,在这种情况下,这些标本来自遥远的阿拉斯加。”

Network diagrams of module covariation patterns during ontogeny: pairwise covariance ratio (CR) coefficients between cranial landmark modules for the thylacine and the gray wolf on neonate, juvenile, and adult 3D rendered skulls; low CR values are expressed by warm colors, indicating modularity, whereas cool colors represent high CR values, suggesting integration; neonatal and juvenile modules show high CR ratios (integration); the adult thylacine retains an integrated facial skeleton, while the adult wolf skull becomes modular. Abbreviations: Ba - basicranium, Mo - molar, OF - orbitofrontal, ON - oral-nasal, Va - vault, ZP - zygomatic-pterygoid. Image credit: Newton et al., doi: 10.1038/s42003-020-01569-x.

个体发育期间模块协变模式的网络图:新生、幼年和成年3D渲染头骨上袋狼和灰狼的颅界标模块之间的成对协变比(CR)系数;低CR值用暖色表示,表示模块化,而冷色表示高CR值,表示集成化;新生儿和青少年模块显示高CR比率(整合);成年袋狼保留了完整的面部骨骼,而成年狼的头骨则变成了模块化的。简称:巴& # 8211;莫·巴斯克拉;摩尔,OF & # 8211眶额,开& # 8211;口鼻,Va & # 8211ZP保险库& # 8211;颧翼骨。影像学分:Newton等,doi: 10.1038/s42003-020-01569-x。

合著者之一、墨尔本大学生物科学学院和维多利亚博物馆科学系的研究员安德鲁·帕斯克教授补充说:“值得注意的是,塔斯马尼亚虎崽与狼崽的相似度高于其他近亲有袋动物。

这项研究补充了早期的发现,即袋狼和灰狼在其基因组中进化出了类似的指令,这些指令在发育过程中影响颅干细胞。

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牛顿等人,2021年。灭绝的有袋袋狼和胎盘灰狼之间颅会聚的个体发育起源。Commun Biol 4,51;doi: 10.1038/s42003-020-01569-x


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