复杂牙齿布局让熊猫成保存竞争赢家

2019-11-08 三易时代

科技日报记者 赵汉斌

年夜熊猫人见人爱,是我国的标记性物种,它最明显的习性是以竹子为主食。但是竹子全株上下富含坚韧的纤维,很难消化,即便是具有年夜量肠道菌的偶蹄目反刍类动物,也没有以竹子为主食的。要知道,年夜熊猫的先人是一种食肉动物,在通往以竹子为主食的演变道路上,产生的改变可不是一点半点,此中最明显的就是牙齿布局的转变。

凡人很少往细究“国宝”年夜熊猫的牙齿甚么样,实在它的布局极为复杂,每一个臼齿都布满瘤突和小尖,和其他熊类存在庞大的不同。因为这类差别,年夜熊猫牙齿齿尖与齿嵴和其他熊类的同源性一向让人迷惑不已。

近日,中国科学院古脊椎动物与前人类研究所博士研究生江左其杲借助先人追索的方式,具体研究对照了年夜熊猫在晚中新世的直系先人——禄丰始熊猫和现代熊类的先人——戴氏祖熊。借助这两个桥梁,研究职员得以成立起严酷的年夜熊猫—熊类牙齿同源系统,并以此为根本提出了熊类牙齿术语的建议。

经由过程对云南禄丰晚中新世古猿地层中发现的年夜熊猫化石进行研究阐发,科学家发现,早在800万年前的晚中新世,中国云南禄丰等地的热带湿润丛林的边沿,就糊口着年夜熊猫的先人——始熊猫,这是一种由拟熊类演化而成的以食肉为主的最早的熊猫,个别如同一只较肥胖的狐狸。若是“始熊猫”被以为是中河山地上的第一只年夜熊猫,则年夜熊猫比中河山地上人类呈现得还要早。

而戴氏祖熊是一种年夜型的祖熊,在体型、比例上介于尽灭的小鼬熊和现生的黑熊之间。它的吻部短而宽,矢状嵴向后变得很是高,并延长至枕面以后,与脸部比拟,脑颅部显得相当窄,听泡在形态上为三角形,具有短的管状外耳道,下颌骨粗壮,前臼齿退化成钮扣状,颊齿上的釉质褶皱很微弱。

在我国古代,年夜熊猫的名称有貘、白豹、虞等。在200多万年前的更生世初期到100万年前的更生世中晚期,年夜熊猫已广布于我国南半部,构成了年夜熊猫—剑齿象动物群;今天这个动物群的很多物种已尽灭,而年夜熊猫却一向活下来,这与年夜熊猫的演变机制密不成分。在动物进化史上,年夜熊猫是佼佼者;在保存竞争中,年夜熊猫是成功者。是以年夜熊猫才被称作“活化石”。

经由过程具体的同源性研究,江左其杲从头审阅一些特点在熊类演变中的地位,并为未来研究全部熊科的系统发育打下了根本。他发现,熊类的P4内叶的齿尖和其他大都食肉目分歧,其首要的尖为次尖而非原尖。原尖早在渐新世的一种熊类中就已起头退化,在中新世到现代的熊类中,年夜部门成员都只有次尖,而年夜熊猫倒是破例。因为顺应植食性,年夜熊猫的牙齿布局趋于复杂化,原尖在初期的郊熊猫和禄丰始熊猫中再次呈现,并在年夜熊猫中进一步成长,是以其牙齿同时具有原尖和次尖。

曩昔曾被以为和年夜熊猫一样具有双分原尖的印度熊,它的2个齿尖都来自于次尖,是以这一特点不宜再作为印度熊和年夜熊猫牙齿布局的配合特点。在成立起牙齿同源布局后,研究职员也对一些曩昔分类地位不明或有争议的物种的演变位置有了新的熟悉。最新一期国际期刊《古生物学学报》在线颁发了这一使人存眷的研究功效。

值得一提的是,本年2月,中国科学院金属研究所材料委靡与断裂尝试室的一个研究团队,还初次发现了年夜熊猫牙齿可以或许实现自修复。据该尝试室刘增乾博士先容,年夜熊猫牙齿的矿物资像树木一样垂直慎密地摆列,从而构成牙釉质的“坚忍丛林”,而有机质则填充在“矿物资树”之间细小的裂缝中,牙釉质的变形、毁伤与主动答复,微不雅上都是经由过程这类细小的裂缝实现。这类自然有机质在水合前提下会产生溶胀,进而产生高份子链柔性进步、玻璃化改变温度下降等改变现象,从而实现牙釉质的自修复,而熊猫唾液中的水份子可以或许对自修复效应起到明显的增进感化。这一研究,为初期年夜熊猫具有超强的情况顺应能力供给了左证,也为新型仿生材料研发供给了新思绪,并在人牙匹配型仿生复合义齿材料、高强高导电接触材料等方面研究获得新进展。

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