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齿鲸的回声定位器官是从颚肌进化而来的

2024-04-10 15:07 来源:得道网

基因分析发现证据表明,齿鲸头部的听觉脂肪体曾经是颌骨的肌肉和骨髓。

海豚和鲸鱼用声音来交流、导航和捕猎。新的研究表明,使齿鲸能够这样做的脂肪组织可能是从它们的头骨肌肉和骨髓进化而来的。

北海道大学的科学家们确定了在听觉脂肪体中表达的基因DNA序列。听觉脂肪体是齿鲸头部周围的脂肪集合,齿鲸用它来进行回声定位。他们测量了港湾鼠海豚(Phocoena Phocoena)和太平洋白边海豚(Lagenorhynchus obliquidens)的基因表达。他们的研究结果发表在《基因》杂志上。

头部的听觉脂肪体的进化——鲸鱼额头上的瓜,颌骨旁的下颌外脂肪体(EMFB),颌骨内的下颌内脂肪体(IMFB)——对于回声定位等声音使用是必不可少的。然而,人们对这些脂肪组织的基因起源知之甚少。

北海道大学Hayakawa实验室的博士生、该研究的第一作者Hayate Takeuchi说:“齿鲸经历了重大的退化和适应它们的水生生活方式。”一种适应是嗅觉和味觉的部分丧失,同时获得了回声定位,使它们能够在水下环境中导航。

研究人员发现,通常与肌肉功能和发育相关的基因在甜瓜和emfb中都很活跃。还有证据表明,下颌外脂肪和咬肌之间存在进化联系。咬肌连接下颌骨和颧骨,是参与咀嚼的关键肌肉。

环境地球科学学院的助理教授Takashi Hayakawa领导了这项研究,他说:“这项研究揭示了咀嚼肌肉在EMFB的进化权衡——听觉和进食生态之间的权衡——对齿鲸的水生适应至关重要。”“这是从咀嚼到简单吞咽食物的进化转变的一部分,这意味着不再需要咀嚼肌肉。”

下颌脂肪中基因表达的分析检测了与免疫功能相关的基因的活性,如免疫应答的某些元件的激活和T细胞形成的调节。

北海道搁浅网络(SNH)是研究的另一个重要方面,因为本研究中使用的样本是由他们收集的。SNH在北海道的海岸和河口收集了搁浅鲸鱼的标本。“与北海道当地居民和社区的长期交流,使研究人员能够对鲸鱼生物学进行各种研究,包括我们的惊人发现,”SNH主任Takashi Fritz Matsuishi教授说。

 

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