對現代蠑螈的研究為早期陸棲脊椎動物的進食行為提供了線索
作者:飛穎 来源:毛阿敏 浏览: 【大中小】 发布时间:2025-11-02 08:58:53 评论数:
水生脊椎動物的攝食階段和口內食物加工的重要性。以斑泥螈的水生攝食為例，示例性地描述了攝食階段及其意義。也許喂食的最科學的研究部分是所謂的喂食序列或周期(a ),因為喂食序列由相對容易使用運動學研究和比較的行為組成。進食順序包括四個階段:攝食、加工、運輸和吞咽食物。藍色箭頭表示喂食階段的水運動，突出顯示的紅色結構勾勒出口腔舌瓣。(二)食品加工的生理價值。請注意，脊椎動物的進食行為可以更加多樣化。學分:uux.cn/英國皇家學會哲學匯刊B:生物科學(2023)。DOI: 10.1098/rstb.2022.0541
（神秘的地球uux.cn）據斯圖加特國家自然曆史博物館（柯美·雷希）：自從查爾斯·達爾文的工作以來，從進化的角度來看，我們從哪裏來已經相對清楚了:水生祖先進化出了陸生脊椎動物，人類從這些動物中進化而來。
然而，盡管在新的陸地條件下的生活帶來了物理和生理上的限製，脊椎動物從水到陸地的轉變究竟是如何發生的，還沒有弄清楚。脊椎動物從水到陸地的轉變開始於大約3 . 6億年前的泥盆紀。進食是早期四足動物從水生生物向陸生生物轉變過程中必須適應的最重要的過程之一。
由德國斯圖加特國家自然曆史博物館的Daniel Schwarz博士和Rainer Schoch教授領導的國際團隊研究了現存蠑螈的進食行為，並隨後利用這些分析結果得出了關於早期四足動物進食行為的結論。研究結果表明，早期陸生脊椎動物可能在第一次試圖征服陸地時吃過東西，盡管缺乏像今天許多羊膜動物那樣的活動舌頭。
此外，在發育的早期階段，當它們仍然是水生動物時，早期四足動物可能已經完成了類似於哺乳動物的複雜咀嚼行為，盡管它們通常擁有相對簡單形狀的牙齒(彎曲圓錐形和單齒)。這項研究發表在《皇家學會哲學會刊B:生物科學》上。
研究人員選擇了一種實驗生物學方法來闡明早期四足動物的進食行為。他們研究並觀察了最近的蠑螈，因為它們顯示出相似的解剖結構，可以在水中和陸地上進食。科學家們分析了10個蠑螈家族中9個家族的40個物種在三個發育階段的進食行為，這是迄今為止最全麵的蠑螈進食研究。
“我們觀察了這些動物的幼體、變態前的幼體和變態後的成體。變形後，在喂食過程中觀察蠑螈，如果可能的話，在水下和陸地上都觀察。丹尼爾·施瓦茨博士說:“我們的研究不同於以往的研究，不僅因為物種的數量和發展方式，還因為從最初攝入食物到開始吞咽都研究了喂食。”。
用現代技術研究了史前動物進食行為的可能變化:蠑螈發育中的水陸轉換被用來模擬早期四足動物進食行為的可能變化。通過現代技術，如高速X射線視頻成像，從兩個角度進行詳細分析在一定程度上是可能的，這些技術用於生成三維動畫(XROMM)。
這種方法可以研究進食過程中骨骼結構的快速運動以及火蜥蜴口中獵物的運動。x射線攝像技術可以觀察動物的嘴，即使它們是閉著的。
早期陸生攝食的兩種可能情況
研究人員的數據表明了早期四足動物在陸地上進食的兩種情況:要麽用下顎抓住獵物，然後拖回水中，在那裏舌頭可能通過水流運輸它，下顎可能已經處理了它(咀嚼咬物)——要麽獵物在陸地上通過獵物搖動和撕咬的結合直接處理，最後在慣性運輸的幫助下吞咽(即快速向前移動或頭部旋轉，同時暫時釋放對食物的抓力)。
因此，似乎在脊椎動物在陸地上行走之前，在靈活的舌頭進化之前，陸地進食就已經可能了。此外，觀察表明，在早期發育階段，存在複雜的咀嚼習慣，包括下頜在多個維度上的運動。
“目前的工作可以被視為重要的基礎研究，由此可能產生進一步的問題。科學家Daniel Schwarz博士和Rainer Schoch教授博士說:“在進一步的研究中，我們希望根據化石調查早期陸生脊椎動物的頭骨、下顎和舌頭結構，以澄清關於早期四足動物進食行為進化和脊椎動物水陸過渡的更多細節。”