鳄鱼鳞片的形成方式令人惊讶,与遗传无关

鳄鱼鳞片形成的方式令人惊讶,让我们可以一窥基因之外的进化方式。

来源:ZME科学
一只新生的尼罗河鳄鱼,其上颌通过光片显微镜扫描,显示出我们在研究中发现的头部鳞片图案自组织机械过程产生的细褶皱。图片来源:G. Timin 和 M. C. Milinkovitch — 瑞士日内瓦大学。
一只新生的尼罗河鳄鱼,其上颌通过光片显微镜扫描,显示出我们在研究中发现的头部鳞片图案自组织机械过程产生的细褶皱。图片来源:G. Timin 和 M. C. Milinkovitch — 瑞士日内瓦大学。

在鳄鱼蛋潮湿温暖的环境中,发生了一些非同寻常的事情。微小胚胎的面部开始起波纹和折叠,形成一种图案,这种图案将成为我们在成年鳄鱼身上看到的可怕的鳞片阵列。但与鸟类的羽毛或哺乳动物的毛发不同,这些鳞片的形成方式与生物学家曾经认为的不同。

一项新研究表明,这些多边形图案不是精心策划的基因蓝图的结果。相反,它们来自皮肤生长的物理原理。

几十年来,科学家认为大多数皮肤附属物——无论是羽毛、毛皮还是鳞片——都是通过类似的过程生长的。DNA 中编码的分子信号创造了这些图案。但鳄鱼头上的鳞片却讲述了一个不同的故事:它们不是来自遗传,而是来自胚胎发育过程中的机械力。

从光滑的皮肤到鳞片马赛克

起初,胚胎鳄鱼的头部被光滑的皮肤覆盖。但随着胚胎的生长,皮肤开始向内折叠。这些褶皱蔓延并相交,最终形成不规则的多边形鳞片马赛克,覆盖鳄鱼的鼻子和下颚。

这类似于一张纸在压缩时弯曲的方式。

接受 EGF 治疗的尼罗河鳄鱼幼崽。 图片来源:Rory Cooper 和 M. C. Milinkovitch — 瑞士日内瓦大学

不仅仅是基因:当物理学占据主导地位

鳄鱼以外的模式

自然 自然