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软组织显示侏罗纪鱼龙是温血动物 有鲸脂和伪装

发布时间:2018-12-06 06:38:01

根据包括北卡罗来纳州立大学和瑞典隆德大学科学家在内的国际研究团队的说法,一种古老的海豚状海洋爬行动物就像它的远房亲戚一样。来自侏罗纪(1.8亿年前)的Stenopterygius鱼龙的分子和微观结构分析表明,这些动物最有可能是温血动物,有绝缘鲸脂,并将它们的颜色用作掠食者的伪装。

“鱼龙很有意思,因为它们与海豚有许多共同特征,但与那些海栖哺乳动物根本没有密切关系,”研究共同作者,北卡罗来纳州立大学生物科学教授玛丽史威泽说。北卡罗来纳自然科学博物馆和隆德大学客座教授。 “我们也不完全确定它们的生物学特性。它们与海龟等活海洋爬行动物有许多共同特征,但我们从化石记录中得知它们活产,这与温血有关。这项研究揭示了这一点。一些生物学的奥秘。“

瑞典隆德大学(Lund University)副教授,描述这项工作的论文的主要作者约翰林格伦(Johan Lindgren)组建了一个国际团队,分析来自德国霍尔兹马登(Holzmaden)采石场的约1.8亿年前的Stenopterygius化石。

“身体轮廓和内脏残余都清晰可见,”林格伦说。 “值得注意的是,化石保存完好,可以观察到皮肤内的个别细胞层。”

研究人员发现细胞样微观结构在化石的皮肤中含有色素细胞器,以及被认为是肝脏的内部器官的痕迹。他们还观察到与脊椎动物脂肪在化学上一致的物质,这种物质仅存在于能够维持体温而与环境条件无关的动物身上。

Lindgren将化石样品送到国际同行,包括Schweitzer。该团队进行了各种高分辨率分析技术,包括飞行时间二次离子质谱(ToF SIMS),纳米级二次离子质谱(NanoSIMS),热解 - 气相色谱/质谱,以及免疫组织分析和各种微观技术。

Schweitzer和NC State研究助理Wenxia Zheng从样本中提取软组织并进行多次高分辨率免疫组化分析。 “我们开发了一组抗体,我们应用于所有样本,并且看到差异结合,意味着特定蛋白质样角蛋白或血红蛋白的抗体仅与特定区域结合,”Schweitzer说。 “这证明了这些抗体的特异性,并且有力证据表明不同的蛋白质存在于不同的组织中。例如,您不会期望在肝脏中发现角蛋白,但您会期待血红蛋白。而这正是我们在反应中所看到的。这些样本用于不同的抗体和其他化学工具。“

Lindgren的实验室还发现了皮下脂肪的化学证据。 “这是鱼类中温血动物的第一个直接化学证据,因为鲸脂是温血动物的特征,”施韦策说。

总的来说,研究人员的研究结果表明,Stenopterygius的皮肤与鲸鱼的皮肤相似,颜色与许多活海洋动物相似 - 顶部黑暗,底部较浅 - 这将提供掠食者的伪装,如上面的翼龙,或下面的pliosaurs。

“从形态学和化学角度来看,我们发现虽然Stenopterygius被认为是'爬行动物',但它们失去了与这些动物相关的鳞状皮肤 - 就像现代棱皮龟一样,”Schweitzer说。 “失去水垢会减少阻力,增加水下机动性。

“这种动物的保存是不寻常的,特别是对于海洋环境 - 但是,Holzmaden的形成以其特殊的保存而闻名。这个标本给了我们更多的证据证明这些组织和分子可以保存很长时间,并且软组织分析可以阐明进化模式,关系以及古代动物在其环境中的运作方式。

“我们的结果在实验室中是可重复的和一致的。这项工作真正展示了我们在对特殊标本进行多学科,多机构研究时能够发现的内容。”

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