您現在的位置是:首頁 > 網頁遊戲首頁網頁遊戲

青蛙是如何失去牙齒的?它們經歷了超20次進化,才讓牙齒徹底脫落

  • 由 寰宇科學新觀察 發表于 網頁遊戲
  • 2021-09-27
簡介來自美國佛羅里達自然歷史博物館的研究人員分析了幾乎每一個現存兩棲動物屬的CT掃描,發現青蛙在進化過程中牙齒脫落超過20次,比任何其他脊椎動物群都要多

小丑蛙有毒嗎

科學家們早就知道某些青蛙的牙齒很奇怪,有些青蛙的上下顎有著細小的牙齒,有一些則有著尖牙狀的結構(比如下圖的小丑蛙)。但這些完全算不上真正意義上的牙齒,只能算角質,就像鴨子喙邊上那些鋸齒狀的角質一樣。

青蛙是如何失去牙齒的?它們經歷了超20次進化,才讓牙齒徹底脫落

在7000多種青蛙中,只有一種上下顎都有真牙,是一種生存在哥倫比亞和厄瓜多的叫Gastrotheca guentheri的有袋類樹蛙。然而有趣的是,科學家們發現,這種青蛙跟其他青蛙一樣,在2。3億年前就失去了牙齒,在兩千萬年前才長回來的。

青蛙是如何失去牙齒的?它們經歷了超20次進化,才讓牙齒徹底脫落

Gastrotheca guentheri蛙

那麼問題來了,青蛙是如何失去牙齒的?最近,關於青蛙牙齒進化的第一個綜合性研究正把這個群體的牙齒歷史帶到關注的焦點。來自美國佛羅里達自然歷史博物館的研究人員分析了幾乎每一個現存兩棲動物屬的CT掃描,發現青蛙在進化過程中牙齒脫落超過20次,比任何其他脊椎動物群都要多。

研究人員還發現青蛙沒有牙齒與螞蟻和白蟻等小昆蟲的特殊飲食有關聯。他們對青蛙的兩棲類近親,蠑螈和被稱為盲蝽的隱秘蠕蟲狀動物的分析表明,這些群體在整個進化史中,上下顎都保留著牙齒。

青蛙是如何失去牙齒的?它們經歷了超20次進化,才讓牙齒徹底脫落

牙齒在4億多年前首次出現在動物身上,很快給擁有牙齒的動物帶來了競爭優勢,並導致鯊魚、多骨魚類以及最初在陸地上游蕩的脊椎動物的多樣化。在漫長的歷史中,牙齒一直是脊椎動物進化的一個重要組成部分,然而一些群體在沒有牙齒的情況下也取得了同樣的優勢。大約在一億年前,隨著喙的出現,鳥類失去了牙齒,目前已知最大的脊椎動物藍鯨和最小的新幾內亞青蛙都完全沒有牙齒(真牙)。

然而,很少有研究人員專注於研究青蛙的牙齒,原因很簡單,因為它們的牙齒非常小。來自美國佛羅里達大學的生物學博士丹尼爾·帕盧(Daniel Paluh)說:“如果你開啟青蛙的嘴,你很可能看不到牙齒,即使它們有一些角質牙,也不到一毫米長。”

青蛙是如何失去牙齒的?它們經歷了超20次進化,才讓牙齒徹底脫落

佛羅里達博物館的研究人員領導了一項大規模的多機構工作,對20000個脊椎動物標本進行CT掃描,使研究人員能夠以以前不可能的方式研究動物。這個專案讓任何人都可以訪問掃描得到的3D模型,這些模型描繪了生物體的不同特徵,包括骨骼、脈管系統、內臟器官、肌肉組織和牙齒。對帕盧來說,這意味著他幾乎可以窺視世界上所有青蛙的口腔內部。

帕盧和博物館布萊克本實驗室的同事們遠端工作,利用公開的掃描模型進行了這項研究。為了獲得牙齒隨時間變化的最清晰影象,他們利用先前發表的基於遺傳資料的兩棲動物進化關係圖,分析了牙齒隨時間的流失模式。

青蛙是如何失去牙齒的?它們經歷了超20次進化,才讓牙齒徹底脫落

他們的研究結果表明,青蛙在進化過程中經歷了“瘋狂的牙齒脫落”,它們經歷超過20次進化,才讓牙齒徹底消失。研究小組還注意到青蛙牙齒的存在與否與它們的飲食習慣有密切的關係。雖然許多種類的青蛙的飲食資訊很少,但研究人員發現了微小昆蟲的飲食與牙齒的消失之間的聯絡。

“隨著青蛙飲食結構的變化,原本用來捕捉獵物的牙齒變得不那麼重要了,因為它們吃的是非常小的無脊椎動物,它們可以用經過高度修飾的舌頭把它們帶進嘴裡,”帕盧說這似乎緩解了維持牙齒的選擇性壓力。

青蛙是如何失去牙齒的?它們經歷了超20次進化,才讓牙齒徹底脫落

例如,一些種類的毒鏢蛙已經進化到主要以螞蟻和蟎蟲為食,這些螞蟻和蟎蟲會產生有毒的化合物,青蛙會用黏性的、噴射的舌頭把獵物捲起來,然後整個吞下。青蛙能夠儲存這些毒素,並將其重新用於自身用途,透過面板分泌這些化合物以抵禦捕食者。

對於以螞蟻和白蟻為食的哺乳動物來說,牙齒似乎是多餘的。穿山甲和食蟻獸都是無牙動物,它們只用舌頭來探測螞蟻和白蟻的巢穴。

青蛙是如何失去牙齒的?它們經歷了超20次進化,才讓牙齒徹底脫落

在我們看來,動物身上保留一兩件“武器”也不是什麼壞事,比如青蛙的牙齒,平常用不到,但可備不時之需。但生物界中有一個“用進廢退”的原則,當一個特徵長期在生存過程中用不到的時候,這個特徵就會退化消失。畢竟維持這個特徵是需要能量的,對於時刻面臨生存困境的自然界動物來說,它們首先要做的是在能量上開源節流。

青蛙是如何失去牙齒的?它們經歷了超20次進化,才讓牙齒徹底脫落

想了解更多精彩內容,快來關注

寰宇科學新觀察

Top