成都生物所在树栖蛙类掌骨适应性进化研究中获进展
2017/6/11 

 骨骼在生物体的生命活动中起到重要作用,其为生物体提供力学支撑及重要器官的保护,为肌肉组织提供附着表面。研究指出两栖类物种的骨骼形态与它们的栖息地类型具有直接相关性,因此,骨骼形态学研究是了解物种适应性进化的良好素材。  

 中国科学院成都生物研究所李家堂课题组以树栖蛙类(树蛙和雨蛙,图1)和非树栖蛙类(铃蟾科、蟾蜍科、角蟾科、姬蛙科和蛙科)物种为研究对象,对前肢和第三掌骨进行比较形态学研究,同时结合系统发育关系及生态位分析,进一步探究无尾目物种对树栖蛙类的适应性进化。 

 本研究显示,树栖蛙类物种树蛙亚科(Rhacophorinae)物种的第三掌骨远末端存在一个骨质结节(Bony knob,图2),该结构由侧面的关节软骨(AL)通过软骨硬化形成,解剖学发现其上粘附有肌肉。系统发育比较方法(PCM)结果显示该性状与树栖有着显著相关性。因此,研究推测骨质结节可能是为肌肉提供更大附着面积,发达的肌肉有助于其提升抓握能力。此外,研究结果显示在雨蛙属(Hyla)物种的第三掌骨中部存在一个与骨质结节同方向的弯曲(图2),其可能充当一个特殊的插入位置或受力点,来帮助雨蛙属物种产生更大的抓握力。树栖蛙类和非树栖蛙类物种的前臂和手的比较分析结果显示相对手长在非树栖蛙类与树栖蛙类之间具有显著差异(图3)。树栖蛙类拥有较长的手,其可能与树栖适应中的抓握相关。 

 本项研究得到中科院东南亚中心青年基金项目,国家自然科学基金,四川省科技厅国际合作基金等资助。研究近期发表于Acta Zoologica。 

 原文链接 

        

图1:左示意树蛙类物种,右示意雨蛙类物种

 

图2:第三掌骨的透明骨骼染色结果 A:非树栖蛙类;B:树栖蛙类,树蛙亚科样本;C:树栖蛙,雨蛙科样本。

 
 

  图3:树栖蛙类与非树栖蛙类相对前肢长和手长统计图,a:相对前肢长,b:相对手长