換牙還分奇偶數 這種中生代鳥類的牙齒間隔替換
◎劉 迪
對dui於yu包bao括kuo人ren類lei在zai內nei的de多duo數shu哺bu乳ru動dong物wu來lai說shuo,一yi生sheng中zhong通tong常chang會hui生sheng長chang和he發fa育yu出chu乳ru齒chi與yu恒heng齒chi兩liang套tao牙ya齒chi,這zhe被bei稱cheng為wei雙shuang齒chi性xing。而er與yu之zhi不bu同tong的de是shi,在zai大da多duo數shu兩liang棲qi類lei、爬行類動物中,普遍存在多次替換牙齒的現象。
在多姿多彩的自然界中,鳥類是種類最為繁盛的脊椎動物之一。身披羽毛、前肢為翼、骨骼中空而輕盈,它們憑借一身特殊的“裝備”自由地翱翔於天空之中。鳥類的嘴部被角質喙所覆蓋,成為了取食和“梳妝打扮”的好工具。
然(ran)而(er)如(ru)果(guo)古(gu)生(sheng)物(wu)學(xue)家(jia)告(gao)訴(su)你(ni),過(guo)去(qu)的(de)鳥(niao)類(lei)嘴(zui)中(zhong)不(bu)僅(jin)長(chang)有(you)牙(ya)齒(chi),而(er)且(qie)還(hai)會(hui)像(xiang)爬(pa)行(xing)動(dong)物(wu)一(yi)樣(yang)進(jin)行(xing)周(zhou)期(qi)性(xing)的(de)換(huan)牙(ya)你(ni)會(hui)相(xiang)信(xin)嗎(ma)?近(jin)日(ri),北(bei)京(jing)自(zi)然(ran)博(bo)物(wu)館(guan)和(he)美(mei)國(guo)洛(luo)杉(shan)磯(ji)自(zi)然(ran)曆(li)史(shi)博(bo)物(wu)館(guan)古(gu)鳥(niao)類(lei)研(yan)究(jiu)團(tuan)隊(dui)在(zai)國(guo)際(ji)學(xue)術(shu)期(qi)刊(kan)《白堊紀研究》報道了一件發現於中國遼寧省下白堊統九佛堂組(距今1.2億年前)中zhong的de渤bo海hai鳥niao類lei化hua石shi。這zhe件jian鴿ge子zi大da小xiao的de古gu鳥niao類lei化hua石shi不bu僅jin提ti供gong了le豐feng富fu的de顱lu骨gu解jie剖pou學xue信xin息xi,研yan究jiu者zhe還hai在zai其qi上shang下xia頜he骨gu的de牙ya齒chi內nei部bu發fa現xian了le數shu枚mei十shi分fen罕han見jian的de替ti換huan齒chi,這zhe一yi發fa現xian為wei揭jie示shi反fan鳥niao類lei的de牙ya齒chi替ti換huan模mo式shi提ti供gong了le新xin的de化hua石shi證zheng據ju。
高精度掃描和數據重建“複原”頭骨形態
jinshijinianlai,gushengwuxuejiazaiwoguodongbeidiquxiangyushijiedereheshengwuqunzhongxiangjifaxianledaliangbaocunjingmeidezhongshengdainiaoleihuashi,wuzhongleixinghangaileyireheniao、孔kong子zi鳥niao等deng為wei代dai表biao的de原yuan始shi基ji幹gan鳥niao類lei,以yi及ji骨gu骼ge形xing態tai與yu現xian代dai鳥niao類lei更geng加jia接jie近jin的de反fan鳥niao類lei和he今jin鳥niao型xing類lei,它ta們men為wei研yan究jiu鳥niao類lei的de起qi源yuan和he演yan化hua提ti供gong了le重zhong要yao的de古gu生sheng物wu學xue信xin息xi。渤bo海hai鳥niao類lei是shi熱re河he生sheng物wu群qun中zhong物wu種zhong最zui為wei繁fan盛sheng的de一yi個ge反fan鳥niao類lei支zhi係xi,目mu前qian已yi經jing研yan究jiu和he命ming名ming過guo的de渤bo海hai鳥niao類lei物wu種zhong包bao括kuo郭guo氏shi渤bo海hai鳥niao、孟氏神七鳥、吉氏齒槽鳥、韓氏周鳥、馬氏副渤海鳥和庫氏長爪鳥等6個屬種。
梳理遠古鳥類的“家譜”是(shi)探(tan)究(jiu)鳥(niao)類(lei)演(yan)化(hua)關(guan)係(xi)的(de)首(shou)要(yao)目(mu)標(biao)。研(yan)究(jiu)人(ren)員(yuan)通(tong)過(guo)解(jie)剖(pou)學(xue)觀(guan)察(cha)和(he)特(te)征(zheng)編(bian)碼(ma),將(jiang)這(zhe)件(jian)鳥(niao)類(lei)化(hua)石(shi)的(de)形(xing)態(tai)學(xue)信(xin)息(xi)添(tian)加(jia)到(dao)一(yi)個(ge)新(xin)的(de)特(te)征(zheng)矩(ju)陣(zhen)後(hou)進(jin)行(xing)了(le)係(xi)統(tong)發(fa)育(yu)分(fen)析(xi)。結(jie)果(guo)顯(xian)示(shi),新(xin)標(biao)本(ben)的(de)係(xi)統(tong)位(wei)置(zhi)包(bao)含(han)在(zai)了(le)渤(bo)海(hai)鳥(niao)科(ke)的(de)框(kuang)架(jia)範(fan)圍(wei)內(nei),表(biao)明(ming)該(gai)件(jian)標(biao)本(ben)屬(shu)於(yu)渤(bo)海(hai)鳥(niao)科(ke)成(cheng)員(yuan)。
zaiyiwangdezhongshengdainiaoleiyanjiuzhong,youyushoudaohuashimaizangqingkuangyijibaocuntiaojiandengdexianzhi,gushengwuxuejiaduibufengugedejutixingtaitezhengzhizhishenshao。zheyici,weiduigaijianhuashidejiepouxuejiegoujinxinggengweishenrudeyanjiu,yanjiurenyuanshiyongledianzijisuanjiduancengsaomiao(Computed Tomography,CT)和計算機斷層成像技術(Computed laminography,CL)分別對標本的頭骨、上下頜等身體多個部位進行了高精度掃描和數據重建。CT掃描數據展示出了該件渤海鳥類頭骨特別是頭後枕部區域骨骼形態的詳細特征,增進了研究者對於反鳥類頭骨演化過程的了解。
渤海鳥類牙齒的替換模式與人類不同
牙齒是一種重要的組織,存在於大多數脊椎動物的身體中,按類型可以分為同型齒和異型齒。牙齒的萌出和替換是脊椎動物的一種常見生物學現象,但不同的動物擁有不同的換牙模式。對dui於yu包bao括kuo人ren類lei在zai內nei的de多duo數shu哺bu乳ru動dong物wu來lai說shuo,一yi生sheng中zhong通tong常chang會hui生sheng長chang和he發fa育yu出chu乳ru齒chi與yu恒heng齒chi兩liang套tao牙ya齒chi,這zhe被bei稱cheng為wei雙shuang齒chi性xing。而er與yu之zhi不bu同tong的de是shi,在zai大da多duo數shu兩liang棲qi類lei、爬行類動物中,普遍存在多次替換牙齒的現象。此外,終身換“牙”的鯊魚其實口中生長的並不是真正的牙齒而是它們的鱗片。
namebutongleiqundongwudeyachiyoushizenyangtihuandene?yiwomenchangjiandedaxiangweili,tamendejiuchi,jiwomensuchengdebanyacongyachuanghoubumengchuhouzhujiantuidongqianmiandeyachi,youruyitiaochuansongdaibuduanyidong,conghoufangshengchengxindeyachi。yuburudongwuxiangfan,paxingdongwudeyachibushitongyigenghuande,ershijuyouqishuweiheoushuweijiaotizhihuandeyachitihuanmoshi。duiyutamenlaishuo,yachidegenghuanshijianyumosunwuguan,ertihuanguochengdejibentiaojiejizhiyizhinanyilijie。
自(zi)十(shi)九(jiu)世(shi)紀(ji)以(yi)來(lai),隨(sui)著(zhe)始(shi)祖(zu)鳥(niao)化(hua)石(shi)的(de)發(fa)現(xian),人(ren)們(men)認(ren)識(shi)到(dao)在(zai)原(yuan)始(shi)鳥(niao)類(lei)的(de)上(shang)下(xia)頜(he)中(zhong)還(hai)保(bao)留(liu)了(le)和(he)爬(pa)行(xing)動(dong)物(wu)一(yi)樣(yang)的(de)多(duo)齒(chi)特(te)征(zheng),而(er)在(zai)現(xian)生(sheng)鳥(niao)類(lei)中(zhong)牙(ya)齒(chi)全(quan)部(bu)退(tui)化(hua)、頜he骨gu則ze被bei角jiao質zhi喙hui所suo覆fu蓋gai。但dan由you於yu鳥niao類lei化hua石shi的de稀xi缺que性xing,古gu生sheng物wu學xue家jia對dui原yuan始shi鳥niao類lei牙ya齒chi的de替ti換huan模mo式shi一yi直zhi缺que乏fa詳xiang細xi的de認ren識shi,迄qi今jin為wei止zhi僅jin有you始shi祖zu鳥niao與yu黃huang昏hun鳥niao、似黃昏鳥、魚鳥等一些今鳥型類等少數幾種中生代鳥類有過相關研究記錄。
此ci次ci研yan究jiu中zhong,研yan究jiu人ren員yuan在zai對dui渤bo海hai鳥niao類lei化hua石shi的de頭tou部bu進jin行xing計ji算suan機ji斷duan層ceng掃sao描miao的de過guo程cheng中zhong意yi外wai發fa現xian了le隱yin藏zang在zai其qi牙ya齒chi內nei部bu細xi小xiao的de替ti換huan齒chi,表biao明ming這zhe隻zhi渤bo海hai鳥niao正zheng處chu於yu新xin牙ya替ti換huan舊jiu牙ya的de中zhong間jian過guo程cheng。掃sao描miao數shu據ju顯xian示shi,保bao存cun在zai渤bo海hai鳥niao類lei化hua石shi上shang下xia頜he中zhong的de替ti換huan齒chi均jun在zai奇qi數shu位wei置zhi發fa育yu,並bing且qie呈cheng現xian出chu如ru同tong爬pa行xing動dong物wu般ban交jiao替ti順shun序xu的de牙ya齒chi替ti換huan模mo式shi。這zhe種zhong在zai爬pa行xing動dong物wu和he原yuan始shi鳥niao類lei當dang中zhong廣guang泛fan存cun在zai的de牙ya齒chi替ti換huan模mo式shi,暗an示shi一yi種zhong保bao守shou的de控kong製zhi機ji製zhi調tiao節jie著zhe牙ya齒chi替ti換huan節jie奏zou。此ci外wai,研yan究jiu者zhe將jiang渤bo海hai鳥niao類lei與yu始shi祖zu鳥niao以yi及ji三san種zhong擁yong有you牙ya齒chi的de今jin鳥niao型xing類lei進jin行xing了le比bi較jiao,發fa現xian它ta們men均jun展zhan現xian出chu相xiang似si的de牙ya齒chi替ti換huan模mo式shi,表biao明ming中zhong生sheng代dai三san種zhong主zhu要yao的de鳥niao類lei譜pu係xi共gong享xiang這zhe一yi特te征zheng。
(作者係北京自然博物館標本部副研究員)
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