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中美科學家找到鳥類“丟失”牙齒的直接原因

2017-09-26 12:35:00  來源:新華社 【返回列表】

新華社華盛頓9月25日電(記者林小春)中美研究人員25日說,異時發育退化是導致鳥類在長期演化過程中“丟失”牙齒、長出角質喙的直接原因。

這項研究由中國首都師範大學生命科學學院王爍博士領銜,論文當天在新一期美國《國家科學院學報》上發表。

今年年初,王爍課題組曾報告他們在新疆發現世界第一種幼體長牙、成體無牙的恐龍。在最新研究中,他們發現,牙齒在個體發育過程中逐漸丟失的現象在竊蛋龍類和基幹鳥類中同樣存在,並且在恐龍向鳥類演化的過程中牙齒“丟失”的時間也不斷提前。

王爍說:“最重要的是,牙齒‘丟失’現象不僅存在於恐龍-鳥類的支系中,而且在幾十個脊椎動物的支系中普遍存在。這說明牙齒(在演化過程中)的異時發育‘丟失’是脊椎動物常用的‘手段’,顛覆了我們對鳥類喙演化歷史已有的認識。”伴隨著牙齒的“丟失”,鳥類長出了角質喙。以往的研究表明,骨形態發生蛋白BMP不僅控制著牙齒發育,也參與角質喙的發生過程。

王爍課題組通過發育生物學實驗證實,BMP蛋白信號通路表達的上調引起牙齒發育中斷,同時促進角質喙的生長。這一結果第一次闡明瞭鳥類牙齒的發育在演化過程中發生退化的可能機制。

研究人員據此提出,鳥類牙齒的所謂異時發育退化才是導致鳥類牙齒“丟失”的直接原因。鳥類的喙出現後,在自然選擇的作用下,與牙齒相關的基因作用逐漸減小,最終導致這些基因發生突變和“丟失”,但這應當是在鳥類演化後期發生的事件。

此前,對鳥類牙齒“丟失”的原因及其機制一直眾說紛紜。有觀點認為牙齒的“丟失”有助於減輕鳥類體重,增強鳥類的飛行能力;也有觀點認為是單純的基因突變導致鳥類牙齒“丟失”。(完)