非常罕见!科学家偶然发现刺鼠尾巴皮肤有骨板

非常罕见!科学家偶然发现刺鼠尾巴皮肤有骨板

近日,研究人员意外地发现,刺鼠的尾巴上覆盖了膜质骨板。膜质骨板也被称为骨骼皮骨板,是除树懒外仅见于爬行动物的特征。经过进一步研究,科学家指出,在脊椎动物的进化过程中膜质骨板已经多次出现和消失。5月24日,该研究发表在细胞出版社(Cell Press)旗下期刊iScience(《交叉科学》)上。

刺鼠外观很像家鼠,但它们的皮毛有坚硬的保护毛,这就是其名字的由来。在此之前,树懒被认为是仅存的具有膜质骨板的哺乳动物。研究人员报告说,研究显示,膜质骨板的出现和消失可能要归功于一套可以开关的基因。

美国佛罗里达大学的Malcolm Maden解释道:“此前认为,在啮齿类哺乳动物亚科中,仅有树懒拥有膜质骨板。鸟类没有,爬行动物很常见——想想恐龙和鳄鱼,青蛙中很少见。这意味着膜质骨板可以在动物体内多次丢失和重新出现,这至少已经发生了19次。”

膜质骨板与其他皮肤附属物的区别在于它们是由骨头组成的,深藏在皮肤低层真皮层中。这与许多动物表皮上的鳞片形成对比,包括穿山甲和鸟类。

科学家指出,这一发现是偶然的。当时,该研究的合作者Edward Stanley正在进行一个名为openVertebrate的项目,该项目计划对来自全美的2万件博物馆标本进行CT扫描,以获取80%以上脊椎动物属的高分辨率解剖数据。

“我给了Stanley一些刺鼠作为扫描对象,结果发现它们的尾巴皮肤中有非常罕见的膜质骨板,这种骨板只有在树懒中见过。”Maden说,“我研究刺鼠是因为它们具有惊人的再生能力,它们可以再生皮肤、肌肉、神经、脊髓,甚至心肌。”

受Maden刺鼠的启发,Stanley寻找了该动物近亲成员的博物馆标本。CT扫描揭示刺鼠亚科的其他三个成员中也存在膜质骨板,而在沙鼠等近亲物种中没有。进一步研究发现,刺鼠尾巴的膜质骨板发育始于近端尾部皮肤,并在出生后6周完成发育。

Maden团队利用RNA测序技术确定了与膜质骨板形成有关的潜在基因和基因网络,并发现当成骨细胞基因开启时,角蛋白基因普遍下调。Maden说,除膜质骨板外,刺鼠与已经灭绝的树懒在形状和结构上的相似性也让研究人员感到惊讶,后者的膜质骨板已经有了化石,因此这种特点早前就已经在哺乳动物中出现过了。

研究人员表示,刺鼠之所以特别值得注意,是因为它们可以接受其他动物难以承受的研究方法,因此他们可以继续研究这些结构和功能的起源及进化原因和方式。科学家们还希望探索负责在真皮层中关闭角蛋白并开启成骨细胞的调控基因,以便最终制造一只“长着盔甲”的实验室老鼠。

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