神经的人牙源于古老的装甲鱼鳞片:NPR


该插图描绘了早期无颚脊椎动物 Astraspis 受到海筛的攻击 巨摩术 在黑暗的浅水中。两种动物的身体都可能有牙齿状的鳞片,这将使他们能够在周围的水域中感觉到东西。

Brian Engh/www.livingrelicproductions.com


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芝加哥大学的进化生物学家Yara Haridy喜欢通过告诉他们我们的骨骼从无知的鱼中演变而来。

她谈到体内的骨结构时说:“我们今天所拥有的大部分时间已经超过5亿年了。” “我认为,我认为这使他们对自己的地球,环境,有时甚至对彼此的环境有了更好的欣赏。”

现在,哈里迪有一个新的惊喜。她和她的同事在《期刊》上发表的工作 自然,他们发现我们的牙齿的敏感性(在面对冰冷的零食或牙医的钻探时会导致它们疼痛和zing)可以追溯到那些古老的装甲鱼的外骨骼。

一个古老的身份案例

您或您的狗或外面的鸟之所以没有肉和肌肉的水坑,是因为我们所有的柔软的东西都挂在内部脚手架上 – 骨骼。那个骨骼是使我们脊椎动物的原因。

哈里迪想知道:我们的骨骼是如何首先成为的?

“为什么我们不是鸡斗的生物?”她问。 “在有骨头之前,没有骨头。两者之间发生了什么?制造新骨骼是一件崭新的事物,在进化史上不存在,所以我想知道这些细胞如何进化这种能力以及它们首先制造的组织。”

哈里迪(Haridy Anatolepis

她说:“不幸的是,这可能是世界上最不振奋的化石。”那是因为这只是这些微小的颠簸片的薄弱,“被认为是这种古老的鱼的鳞片”,形成了一种装甲。

因为 Anatolepis 片段以前尚未详细成像,哈里迪(Haridy)和一个小型团队在阿贡国家实验室的粒子加速器上预订了时间,以使用其功能强大的X射线进行HI-RES 3D扫描。

哈里迪回忆说:“你可以在一个充满真空的真正疯狂的建筑中过夜。” “一切都是镀铬 – 看起来像是终结者。”

在那24小时的时间里,她吃了很多披萨 – 不过,不是深盘。

她说:“我不能 – 这是太多的面团和奶酪。” “我不是一个深菜的人。哦,这会让我在芝加哥取消!”

回到实验室,当Haridy分析了扫描时,她注意到了一些奇怪的事情。她说:“我只是希望看到一个非常简单的结构。” “但是,相反,这太多了解剖结构和过多的复杂性。”

事实证明,原因是 Anatolepis 不是脊椎动物。这是一种无脊椎动物 – 一种节肢动物。她说:“将其视为蜘蛛和蝎子的祖先。”

这一发现使脊椎动物的出现迟到了约20至3000万年。

但是发现哈里迪很难忍受。她整个研究都建立了 Anatolepis 是最早的脊椎动物 – 当它实际上根本不是脊椎动物时。

她说:“这表明我的项目几乎打破了。” “我真被粉碎了。”

让牙齿说话

哈里迪(Haridy)在芝加哥大学的顾问古生物学家尼尔·舒本(Neil Shubin)尼尔·舒本(Neil Shubin)帮助她重新思考,并通过考虑另一种问题来朝着不同的方向发展。

这些无脊椎动物装甲片的解剖结构类似于脊椎动物的牙齿。为什么是?换句话说,哈里迪说:“这两种动物解决了如此类似的结构,这是什么问题?”

Shubin想知道这是否与敏感性有关。事实是,人牙齿敏感。另外,哈里迪在 Anatolepis (如今的关节脚架)是用于感测。她说:“所有这些额外的解剖结构是要感知压力或在空气或水中感知化学反应。”

因此,哈里迪(Haridy)转向了古老的脊椎动物,其坎bump的外骨骼科学家认为演变成我们的牙齿。她说:“随着鱼的变化,随着捕食者的喂食开始更像捕食者,在你的嘴里有尖锐的东西变得非常有利。”但是,没有人知道盔甲是否比自卫更多。

当哈里迪扫描动物的化石凸起时,解剖结构与 Anatolepis。 “这些早期的脊椎动物,他们生活在浅水的泥泞的海洋中。”她说。 “能见度可能不是很好。他们可能需要每一英寸的感觉。我们从化石中不能问的是,'嘿,古老的鱼,那些牙齿敏感吗?'''

哈里迪(Haridy)认为现代鱼可能会帮助她回答这个问题。因此,她看着鲨鱼,溜冰者和cat鱼的胚胎的牙齿鳞片,她发现了神经。

这些结果结合在一起,表明,古鱼的装甲可能使他们能够感知周围的水。数亿年后,我们的牙齿(从那个装甲中演变出来)也继承了相同的感知疼痛和温度之类的能力。

哈里迪说:“这意味着这些尺度的每一步都是有用的。” “而且他们只是随着时间的流逝而改变。这就是进化的故事。”

布里斯托尔大学的古生物学家约瑟夫·基廷(Joseph Keating)未参与研究,他说揭开骨骼进化可能会帮助我们了解有时在我们自己的骨骼中出现的异常。

他说:“控制骨骼生长的发育机制,尤其是头骨屋顶的生长 – 是古老的,首先是在4.8亿年前的无知的(鱼样动物)中进化。”有几种罕见的疾病“那些古老的发展机制出现了问题”。

此外,新研究的结果解释了为什么我们得到牙痛。基廷说:“这是我们进化史写的。”

基廷补充说:“这是因为曾几何时,您多次在祖父母上伟大的伟大是在海中游泳的一条无巴的鱼,通过身体上的牙齿般的结构来感知其环境。”

他说,这些是“牙齿中牙齿的进化前辈”。



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