罕見的雙髻鯊胚胎揭開了它們奇異頭部的神秘面紗
科學(xué)家很少能接觸到大多數(shù)鯊魚,它們的幼崽的發(fā)育或它們生長的苗圃。所以看到一個雙髻鯊(Sphyrna tiburo)胚胎,在其五個月的發(fā)育過程中,非常不尋常。
獲得生長中的胚胎是關(guān)鍵像我這樣的發(fā)育生物學(xué)家當(dāng)我們試圖了解地球上動物的多樣性時。通常,我研究的魚類,包括其他鯊魚物種,都會產(chǎn)卵,這使我們能夠輕松地實時觀察發(fā)育情況。
不過,雙髻鯊不會產(chǎn)卵。他們在子宮內(nèi)孕育幼崽。一條懷孕的鯊魚攜帶多達 16 個胚胎,每個胚胎都由臍帶滋養(yǎng),就像人類胚胎一樣。然后母親生下幼崽,這些嬰兒可以自給自足,有牙齒和下頜,準(zhǔn)備自己生存。
獲得雙髻鯊胚胎的情況非常罕見,這就是這張照片如此特別的原因。
獲得非常稀有的資源
為了拍攝這張照片,我和我的同事們從成年雌性鯊魚身上搶救了胚胎,這些胚胎是在佛羅里達州墨西哥灣和大西洋沿岸的種群調(diào)查中捕獲的。通常這些鯊魚被貼上標(biāo)簽并被釋放。
但在這個過程中,有一小部分人死亡,然后被研究以獲得有關(guān)飲食、年齡、生長、繁殖和毒理學(xué)的見解。沒有鯊魚只是為了我們的研究而犧牲的。否則,當(dāng)母親去世時,胚胎就會被浪費掉。
對于這項工作,史蒂文·拜倫,研究生在我的實驗室里,能夠記錄整套發(fā)育階段總共使用了 177 個帽頭鯊胚胎。
我們能夠組裝出一種視覺生長圖表,從最早的胚胎(它們看起來一點也不像雙髻鯊)到錘頭鯊成形的特定發(fā)育點,再到出生前的其余發(fā)育。以前從來沒有科學(xué)家以這種方式繪制過雙髻鯊的發(fā)展圖。
這項研究使我們能夠研究雙髻鯊發(fā)育的關(guān)鍵階段,重要的是,胚胎發(fā)育出特征性頭部形狀的精確時刻——如圖所示。
補充對錘頭鯊的了解
雙髻鯊是一群奇特的只有八種鯊魚獨特地開發(fā)了一種稱為 cephalofoil 的錘形頭部,因其流體動力學(xué)設(shè)計而得名,用于快速轉(zhuǎn)彎并鎖定獵物.這種特殊的物種被稱為帽頭,因為它相對較小,呈圓形“錘子”。
科學(xué)家認(rèn)為,寬而扁平的頭部形狀,兩側(cè)都有眼睛,是為了增強動物的感官而進化的。眼睛的寬闊定位可以增加視野,而寬闊、膨脹的鼻囊可增強嗅覺能力。
錘形的頭部覆蓋著擴展的電子探測器器官,支持鯊魚的“第六感”。它們甚至可以檢測到最小的電信號,例如來自獵物魚心跳的脈沖,或者地球的心跳磁場,他們可以用來導(dǎo)航在遷移期間。
獲得這些神奇的鯊魚幼崽胚胎使我們能夠?qū)⑺鼈兊陌l(fā)育與其他普通頭鯊進行比較,并詢問雙髻鯊如何以及為什么會長出這些奇妙的 noggins。
海洋中隱藏著大量奇怪而奇妙的魚類,其中大部分是無法接近的,對它們的發(fā)展進行研究是不可能的。由于這些偶然的機會,我的實驗室繼續(xù)發(fā)現(xiàn)對地球上生命進化的見解。
加雷斯·弗雷澤(Gareth J.Fraser),進化發(fā)育生物學(xué)副教授,佛羅里達大學(xué)
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