科学家发现牙齿进化的根源

【字体: 时间:2001年01月11日 来源:

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古生物学家在挖出化石之后,会通过比较骨骼和牙齿的形状,努力找出灭绝的动物之间的相互关系。但是这些形状的意义又有多大呢?现在生物学家们已经比较了臼齿在两种现代啮齿类动物中生长的方式。根据发表在Proceedings of the National Academy of Sciences上的研究结果,在早期发育过程中出现的相对小的不同可以容易地改变牙齿的形状——从而警告古生物学家们某些牙齿化石的相同形状可能只是巧合。

许多活着的和已经成为化石的哺乳动物的臼齿具有特殊的突起名为牙坚。最近生物学家们已经开始了解这些牙尖如何在正在发育的牙齿的芽中成型的。芬兰Helsinki大学的进化生物学家,Jukka Jernvall和其他人已经发现牙尖产生于名为珐琅结的生长刺激细胞簇。至今被研究的所有哺乳动物都有这种结。那么是什么使得一个物种的臼齿与其它物种的不同呢?

为了找出原因Jernvall和他的同事们比较了小鼠和野鼠的牙齿。研究者们研究了珐琅结中四个激活基因的表达形式。他们发现在牙尖开始出现之前小鼠珐琅结的位置发生迁移。这解释了为什么小鼠最终形成一个圆形的牙尖,而古代啮齿类动物的牙尖却是锯齿形的。同时在野鼠中牙尖比小鼠的牙尖延伸得更快。这导致在野鼠中出现比小鼠和古代啮齿类动物更多排的牙尖,尽管牙尖仍然是锯齿状的。Jernvall说,因为仅仅两个相对简单的发育差异就可以形成这两种完全不同的牙尖形状,某些牙齿的特征在找出化石的相关性方面可能是不可靠的。

细胞信号传导中心(黄色)在发育中的小鼠的臼齿中(左图)发生迁移以产生数排均一的牙尖,而在野鼠中(右图)则保持锯齿状的形式。

古生物学家对于从发育生物学家那学到的这一点表示兴奋。伦敦Queen Mary&Westfield College的古生物学家David Polly说:“这篇文章真正重要的是这是一项比较发育学的研究。”他认为在发育中的不同将是研究牙齿化石的进化意义的重要信息。

——摘译自1月9日Sciencenow

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