新研究揭示澳大利亚蜥蜴的隐藏骨骼结构

在澳大利亚,监视蜥蜴,又称为巨蜥,是该地区最具标志性的爬行动物之一。

它们的谱系不仅在结束非鸟类恐龙统治的巨大灭绝事件中幸存下来,而且还衍生出地球上最大的活体蜥蜴。

如今,这些强大的生物在森林和灌木丛中游荡,舌头灵活地探出,感知周围的环境。

一项近日发表在《林奈学会动物学期刊》的新研究揭示了它们皮肤下的秘密骨骼结构,这可能是巨蜥在澳大利亚进化成功的关键。

皮肤是生存的一个重要器官。在一些动物中,皮肤内会嵌入一层骨板,称为骨皮。

这些骨皮的大小从微米级到巨型不等,最引人注目的例子包括蜥蜴的背部骨片。

我们对这些神秘结构的理解才刚刚开始。骨皮可以在大约3.8亿年前就开始分化的动物谱系中找到,这意味着这些骨板是独立进化的,类似于鸟类、翼龙和蝙蝠的主动飞行。

然而,它们的用途是什么呢?虽然飞行的优势毋庸置疑,但骨皮的功能不那么明确。

最直接的潜在用途是防御——保护动物免受伤害。然而,骨皮的作用可能更为广泛。

例如,在鳄鱼中,它们有助于调节体温,参与运动,甚至在产卵期间提供钙。

这些功能之间的相互作用使得我们长久以来很难确定骨皮的进化原因和机制。

为了解决这个难题,我们决定回归事物的起源,着手进行大规模的研究。

遗憾的是,科学界对哪些物种拥有骨皮尚无统一说法,因此我们组建了一个国际专家团队,开展针对蜥蜴和蛇的首次大规模骨皮研究。

我们研究了佛罗里达自然历史博物馆、柏林自然历史博物馆以及维多利亚博物馆等多家科学机构的标本。

然而,随着研究的深入,我们意识到挑战接踵而至。

首先,同一物种的个体之间,骨皮的存在可能差异显著。

其次,并不能保证所有标本都能充分保存骨皮。

最重要的是,骨皮埋藏在皮肤组织中,并且肉眼不可见。

传统上,寻找骨皮的过程往往会破坏标本。

因此,我们转向了微型计算机断层扫描(微-CT),这是一种类似于医学CT扫描但分辨率更高的成像技术。

这项技术让我们可以在不破坏标本的情况下研究微小的解剖结构。

通过分析计算机生成的3D模型,我们探讨了来自全球各地的蜥蜴和蛇的体态。

结合已有文献的数据,我们处理了近2000个样本,搜索骨皮的存在。

为了展示我们的研究成果,我们开发了一种称为放射密度热图的信息技术,直观地突出体内骨骼结构的位置。

这是我们首次建立了一个全面的目录,展示了在一个大型和多样化的群体中寻找骨皮的地点,这为未来的研究提供了重要信息。

我们的发现令人意外。一开始,认为只有少数蜥蜴家族拥有骨皮,但我们发现的数量几乎是预期的两倍。

实际上,我们的结果显示,近一半的蜥蜴在某种形式上拥有骨皮。

我们最惊人的发现与巨蜥有关。科学家们对监视蜥蜴的研究已有200多年历史,长期以来它们被认为不具备骨皮,除非是如科莫多龙等少数特殊情况。

因此,当我们在29种澳大利亚-巴布亚地区的物种中发现之前未记录的骨皮时,研究团队感到尤为惊讶,这提升了已知的巨蜥骨皮的整体普遍性五倍。

这一发现不仅仅是解剖学上的好奇心。

如今,我们知道澳大利亚巨蜥具有骨皮,这为我们提供了进一步研究的令人兴奋的新途径。

由于巨蜥在大约2000万年前首次抵达澳大利亚,必须适应新环境的恶劣条件,如果发现这种骨皮出现在这一时间段,我们将获得宝贵的关于这些神秘骨结构功能和演变的见解。

这不仅可能为巨蜥的故事揭开未曾书写的篇章,也可能帮助我们更好地理解塑造澳大利亚独特爬行动物的进化力量。

图片源于:theconversation