在兩棲動物中發(fā)現(xiàn)蛇狀毒腺的第一個證據(jù)
凱撒族人是沒有肢體的兩棲動物,對于未經(jīng)訓(xùn)練的人來說,很容易被誤認(rèn)為蛇。盡管caecilians與它們的爬蟲類表親關(guān)系很遠(yuǎn),但研究人員在7月3日發(fā)表在iScience雜志上的一項研究中,描述了在環(huán)狀caecilian(Siphonops annulatus)牙齒上發(fā)現(xiàn)的特殊腺體,它們具有相同的生物學(xué)起源并且可能與它們的功能相似。蛇的毒腺。如果進(jìn)一步的研究可以證實腺體中含有毒液,則凱撒人可能代表著最古老的帶有口腔毒液腺的脊椎動物。
凱撒人是奇特的生物,幾乎是盲人,并使用面部觸角和粘液的組合來導(dǎo)航地下隧道。生物學(xué)家兼結(jié)構(gòu)生物學(xué)主任卡洛斯·賈里德(Carlos Jared)說:“這些動物產(chǎn)生兩種類型的分泌物-一種主要在有毒的尾巴中發(fā)現(xiàn),而頭部則產(chǎn)生一種黏液,有助于在地球上爬行。”圣保羅Butantan研究所的實驗室。“由于凱撒人是研究最少的脊椎動物之一,因此它們的生物學(xué)是充滿驚喜的黑匣子。”
第一作者Pedro Luiz Mailho-Fontana說:“我正在檢查環(huán)狀盲腸粘液腺,當(dāng)時我偶然發(fā)現(xiàn)了一套前所未有的更接近牙齒的腺體。”布坦丹學(xué)院。
Mailho-Fontana發(fā)現(xiàn)在上下頜中有一系列充滿液體的小腺體,每個牙齒的根部都開有長的導(dǎo)管。通過胚胎分析,他發(fā)現(xiàn)這些口腔腺體與盲腸皮膚中的粘液腺和毒性腺體起源于不同的組織。Mailho-Fontana說:“環(huán)狀表皮的有毒皮膚腺體是從表皮形成的,但是這些口腔腺體是從牙齒組織發(fā)育而來的,這與我們在爬行動物的毒腺中發(fā)現(xiàn)的起源相同。”這標(biāo)志著在兩棲動物中首次發(fā)現(xiàn)這種腺體。
研究人員懷疑,環(huán)狀的凱撒利亞人可能會利用這些蛇狀口腔腺的分泌物使獵物失去能力。Butantan研究所的進(jìn)化生物學(xué)家Marta Maria Antoniazzi說:“由于凱撒族人沒有胳膊或腿,所以嘴巴是他們唯一的狩獵工具。”“我們相信,一旦被咬,他們就會激活口腔腺體,并將特殊的生物分子整合到分泌物中。
對環(huán)狀凱撒蟲的口腔腺分泌物的初步化學(xué)分析發(fā)現(xiàn),磷脂酶A2具有高活性,磷脂酶A2是有毒動物毒素中常見的蛋白質(zhì)。Mailho-Fontana說:“磷脂酶A2蛋白在非有毒物種中并不常見,但我們確實在蜜蜂,黃蜂和許多爬行動物的毒液中發(fā)現(xiàn)了它。”實際上,在環(huán)狀盲e中發(fā)現(xiàn)的磷脂酶A2的生物活性高于在響尾蛇中發(fā)現(xiàn)的磷脂酶A2的生物活性。盡管如此,仍需要更多的生化分析來確認(rèn)腺體分泌物是否有毒。
如果未來的工作可以證實分泌物是有毒的,則凱撒口腔腺可能表明口腔毒液器官的早期進(jìn)化設(shè)計。“與沒有腺體且?guī)в写罅慷疽旱纳卟煌?,環(huán)狀的盲腸犬有很多小腺體,少量的液體。也許盲腸犬是蛇毒腺進(jìn)化的一種更原始??的形式。蛇出現(xiàn)在大約一億年前的白堊紀(jì),但凱撒人年齡要大得多,大約有2.5億歲。”賈里德說。
極少有陸生脊椎動物群體具有類蛇的身體,這項研究表明,無肢體計劃與毒咬的進(jìn)化之間可能存在聯(lián)系。“對于蛇和凱撒族人來說,頭部是探索環(huán)境,戰(zhàn)斗,進(jìn)食和殺死的唯一單位,”安東尼尼亞茲說。“一種理論認(rèn)為,這些必需品可能會鼓勵無肢動物體內(nèi)毒液的進(jìn)化。”