中美科学家找到鸟类丢失牙齿的直接原因

2019年03月13日 来源:

新华社华盛顿9月25日电中美研究人员25日说,异时发育退化是导致鸟类在长期演化过程中“丢失”牙齿、长出角质喙的直接原因。

这项研究由中国首都师范大学生命科学学院王烁博士领衔,

中美科学家找到鸟类丢失牙齿的直接原因

论文当天在新一期美国《国家科学院学报》上发表。

今年年初,王烁课题组曾报告他们在新疆发现世界种幼体长牙、成体无牙的恐龙。在研究中,他们发现,牙齿在个体发育过程中逐渐丢失的现象在窃蛋龙类和基干鸟类中同样存在,并且在恐龙向鸟类演化的过程中牙齿“丢失”的时间也不断提前。

王烁说:“重要的是,牙齿‘丢失’现象不仅存在于恐龙-鸟类的支系中,而且在几十个脊椎动物的支系中普遍存在。这说明牙齿(在演化过程中)的异时发育‘丢失’是脊椎动物常用的‘手段’,颠覆了我们对鸟类喙演化历史已有的认识。”伴随着牙齿的“丢失”,鸟类长出了角质喙。以往的研究表明,骨形态发生蛋白BMP不仅控制着牙齿发育,也参与角质喙的发生过程。

王烁课题组通过发育生物学实验证实,BMP蛋白信号通路表达的上调引起牙齿发育中断,同时促进角质喙的生长。这一结果次阐明了鸟类牙齿的发育在演化过程中发生退化的可能机制。

研究人员据此提出,鸟类牙齿的所谓异时发育退化才是导致鸟类牙齿“丢失”的直接原因。鸟类的喙出现后,在自然选择的作用下,与牙齿相关的基因作用逐渐减小,终导致这些基因发生突变和“丢失”,但这应当是在鸟类演化后期发生的事件。

此前,对鸟类牙齿“丢失”的原因及其机制一直众说纷纭。有观点认为牙齿的“丢失”有助于减轻鸟类体重,增强鸟类的飞行能力;也有观点认为是单纯的基因突变导致鸟类牙齿“丢失”。

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