头骨狂野:如何以及为什么青蛙演变的秘密

青蛙头骨骨钉

来自中美洲的一只雨蛙Anotheca Spinosa可能使用骷髅上的头骨作为防范捕食者的防御。信誉:爱德华斯坦利/佛罗里达博物馆

许多青蛙看起来像一个带腿的水气球,但不要被愚弄。在光滑的皮肤下,一些物种运动刺,尖峰和其他骨骼秘密。

虽然大多数青蛙在表面平滑的表面上分享一个简单的头骨形状,但其他人已经进化了鸽友的特征,例如人造尖牙,精心设计的冠冕,盔甲的装饰和毒液输送尖峰。一项新的研究是第一个接触这些装甲青蛙头骨的演变和功能的研究。

佛罗里达自然历史博物馆研究人员使用3D数据来学习158种代表所有活蛙家庭的颅骨形状。通常,由额外的骨层形成的凹槽,脊和凹坑的复杂图案覆盖了局部形状的颅骨。研究团队发现,这种特性称为HyperOsion,已经在青蛙中发展了超过25次。具有相同喂养习惯或防御的物种倾向于开发类似形状和图案的头骨,即使它们被数百万年的进化分开。

巨大的gape和假的f岗使青蛙能够吃大猎物

从南美洲的有角的青蛙,六骨触发,可以捕食其他脊椎动物,因为它的宽阔疱疹宽阔的头骨。该物种在其下颌上也具有方便的结构。信誉:爱德华斯坦利/佛罗里达博物馆

“一起来,青蛙可能看起来相似,但是当你看着他们的头骨时,你会看到剧烈的差异,”这项研究的牵头作者和一个丹尼尔·帕卢赫说佛罗里达大学博士生。“一些最奇怪的头骨被发现在吃鸟类和哺乳动物的青蛙中,用他们的头作为盾牌,或在几个罕见的情况下,是有毒的。他们的头骨显示了多么奇怪和多样的青蛙。“

1973年出版了青蛙头骨的最后一面研究。从那时起,科学家们已经翻了一番,所描述的青蛙物种的数量翻了一番,更新了我们对他们的进化关系的理解,并在CT扫描的帮助下开发了新的分析技术。

这使Paluh能够在青蛙头骨上使用36个地标,扫描和数字化作为国家科学基金会资助的公开项目的一部分,分析和比较跨越生命之树的形状。

“在我们对数字化标本进行数字化的方法之前,真的是量化形状的唯一方法是采取每个头骨的线性测量,”他说。

Paluh发现,Paluh不仅倾向于出现高度化和奇异的头骨形状,但它们通常与吃非常大的猎物或使用他们的防御头的青蛙有关。

青蛙骷髅队的演变

大多数青蛙共用一个简单的骷髅形状,表面光滑。但有些物种演变成了精心装甲头骨,适用于捕捉大型猎物或防御。信用:丹尼尔·帕鲁

吃掉其他脊椎动物的青蛙 - 鸟类,爬行动物,其他青蛙和小鼠 - 通常有巨型,宽敞的头骨,背面附近有一个颚接头。这给了他们一个更大的普遍用它来舀起他们的猎物,帕卢赫说,参考Pacman Frogs作为一个例子。他的分析显示了这些物种的骷髅呈微小的坑,可以提供额外的强度和咬伤。

几乎所有青蛙都缺乏牙齿的下颚,但有些人(如Budgett的青蛙)已经进化了较低的方形结构,让他们在猎物上造成穿刺伤口。一个物种,巨大的浆蛙,两个颌骨上有真正的牙齿,可以吃猎物,超过它的身体长度。

其他青蛙使用他们的头来插入他们的洞穴的入口作为掠食者的保护。这些物种往往有覆盖小尖峰的海绵体头骨。最近发现了一些如Bruno的Casque Greg,最近被发现是有毒的。当一个捕食者公羊在一个这些青蛙的头部时,专门的尖峰在皮肤下皮尔斯毒液作为防御。

虽然该研究在超磁化和幻觉头骨形状之间存在持续重叠,但研究人员不确定第一位。青蛙开始吃大猎物,然后进化牛肉串,反之亦然吗?

“那种”鸡肉或鸡蛋“问题,”Paluh说。

今天的7,000只青蛙物种的共同祖先没有装饰的头骨。但是,弗洛里达博物馆博物馆植物博物馆博物馆博物馆博物馆博物馆牧业和研究共同作者的古代青蛙祖先所说,沉重的颅骨甚至出现在古代青蛙祖先。

“虽然所有青蛙的祖先没有一个过度精化的头骨,这就是古代两栖动物祖先的头骨被建造的,”他说。“这些青蛙可能正在使用古代发展途径来产生特征,这些功能在过去深入了解他们的祖先。”

以前的研究提出,青蛙演进了过度,以防止干燥环境中的水分流失,但Paluh的研究发现,栖息地和过度无一定是联系。特质在境内,在地下,树木,水和土地上出现。

但栖息地确实影响了头骨形状:水生青蛙往往有长,平坦的头骨,而挖掘物种经常有短的头骨,尖尖的鼻子,这种形状也使他们能够像筷子一样使用筷子,以捕获蚂蚁等筷子,如蚂蚁捕获小型,冒险的猎物,如蚂蚁和白蚁,Paluh说。这些物种包括墨西哥洞穴蟾蜍和澳大利亚乌龟青蛙 - 生活在世界各地的遥远的亲属。

虽然这项研究在青蛙头骨形状上缩小了新的光线,但布莱格尔说,我们仍然对青蛙的基本生物学仍然不太了解。yabo124

“奇怪地,我们更容易生成骷髅的漂亮形象,而不是知道这些青蛙吃什么,”布莱克本说。“自然历史仍然很难。仅仅因为我们知道存在并不意味着我们对他们有所了解。“

这项研究将在本周发布国家科学院的诉讼程序

参考:“超细化的演变扩展了青蛙的头骨分集”由Daniel J.Paluh,Edward L. Stanley和David C. Blackburn,19世纪2月27日,国家科学院的诉讼程序
DOI:10.1073 / PNAS.2000872117

佛罗里达州的Edward Stanley也共同撰写了这篇论文。

是第一个评论在“野外的头骨上:秘密如何以及为什么青蛙演变的极端头部”

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