科学家解开3.2亿年前爬行动物皮甲之谜

蜥蜴的皮肤骨骼多次进化,巨蜥表现出罕见的失去盔甲的回归。骨骼最初并不是作为埋在体内的结构而进化的。它们的起源可以追溯到皮肤,在最早的复杂动物出现后不久就出现了。从那时起,皮骨在整个进化过程中不断出现。科学家们仍然在做[...]

来源:SciTech日报

蜥蜴的皮肤骨骼多次进化,巨蜥表现出罕见的失去盔甲的回归。

骨骼最初并不是作为埋藏在体内的结构而进化的。它们的起源可以追溯到皮肤,在最早的复杂动物出现后不久就出现了。

从那时起,皮骨在整个进化过程中不断出现。科学家们仍然不完全明白为什么它们不断出现在如此不同的动物身上,包括海龟、鳄鱼、蜥蜴、蛇和恐龙。另一个长期存在的问题是,所有这些群体是否都从一个共同的祖先那里继承了皮骨。

在《林奈学会生物学杂志》上发表的一项新研究中,我们通过将化石证据与现代计算方法相结合来研究这个问题。这使我们能够重建 3.2 亿年爬行动物皮肤骨骼的进化过程。

我们的发现解决了持续几个世纪的争论。皮骨确实在多个蜥蜴谱系中独立进化。我们还在巨蜥身上发现了不寻常的进化回归,巨蜥是最知名的蜥蜴类群之一。

当骨头还很浅薄时

化石记录中最古老的皮骨可以追溯到 4.75 亿年前。当时,一些最早的脊椎动物进化出了复杂的骨外骨骼。

这可能看起来违反直觉,因为脊椎动物的字面定义是它们有脊椎。然而,它们的骨内骨骼直到五千万年后才进化。

在整个进化史上,皮肤形成骨组织的能力一次又一次地重新出现。鱼鳞就是一个例子。

另一个例子是成骨细胞——陆地动物的皮骨。在遥远的过去,当动物离开水面后,成骨细胞可能帮助动物适应陆地生活。

除此之外,情况变得不太清晰。大多数谱系中的骨皮细胞都消失了,但它们却不断重新出现,尤其是在爬行动物中。为了了解这是如何发生的,我们需要拼凑出一个复杂的进化难题。