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沿着两栖动物的牙齿发现了像蛇一样的毒腺

盲鳗是一种无肢两栖动物,对于未经训练的人来说,它们很容易被误认为是蛇。尽管蚓螈是恐龙近亲远亲,研究人员在一项研究中出现今天(2020年7月3日)在《iScience 描述专业腺体发现沿着环形蚓螈的牙齿(Siphonops annulatus),它有相同的生物起源和蛇的毒液腺可能类似的功能。如果进一步的研究可以证实腺中含有毒液,caecilians可能是最古老的陆生脊椎动物,口腔有毒液。

Caecilians是一种奇特的生物,它几乎是失明的,利用面部触须和黏液在地下隧道中行走。这些动物分泌两种类型的分泌物,一种主要出现在尾巴上,有毒,而头部分泌一种粘液,帮助爬行穿过地球。圣保罗布坦坦研究所结构生物学实验室主任、生物学家卡洛斯·贾里德说。因为caecilians是最少被研究的脊椎动物之一,他们的生物学就像一个充满惊喜的黑盒子。

在检查环状caecilian的粘液腺时,我偶然发现一组从未描述过的靠近牙齿的腺体,布坦坦研究所结构生物学实验室的博士后学生、第一作者佩德罗·路易斯·梅胡-丰塔纳说。

Mailho-Fontana在上下颌发现了一系列充满液体的小腺体,在每颗牙齿的底部都有长长的导管。通过胚胎分析,他发现这些口腔腺体起源于一种不同的组织,而不是黏液腺和毒腺。环状caecilian的有毒皮腺来自表皮,但这些口腔腺是从牙齿组织发育而来,我们在爬行动物的毒液腺中也发现了同样的发育起源。Mailho-Fontana说。这是第一次在两栖动物身上发现这种腺体。

研究人员怀疑环纹caecilian可能利用这些蛇形口腔腺的分泌物使其猎物丧失行动能力。由于鳄鱼没有胳膊和腿,嘴是它们唯一的捕猎工具。布坦坦研究所的进化生物学家、合著者玛尔塔·玛丽亚·安托尼亚奇说。我们相信它们在咬下一口的时候就会激活口腺,特殊的生物分子就会融入到它们的分泌物中。

一项对环状caecilian口腔腺体分泌物的初步化学分析发现,磷脂酶A2的活性很高,这是一种在有毒动物毒素中发现的常见蛋白质。磷脂酶A2蛋白在无毒物种中并不常见,但我们在蜜蜂、黄蜂和许多种类的爬行动物的毒液中发现了它。Mailho-Fontana说。事实上,在环状caecilian身上发现的磷脂酶A2的生物活性比在一些响尾蛇身上发现的要高。不过,还需要更多的生化分析来确定腺分泌物是否有毒。

如果未来的工作可以证实分泌物是有毒的,caecilian口腔腺可能表明口腔毒液器官的早期进化设计。与那些只有少量腺体分泌大量毒液的蛇不同,环纹蛇有许多分泌少量液体的小腺体。也许caecilians代表了一种更为原始的毒腺进化形式。蛇大约出现在1亿年前的白垩纪,但蛇要古老得多,大约有2.5亿年的历史。杰瑞德说。

很少有陆栖脊椎动物有像蛇一样的身体,这项研究表明在无肢的身体计划和毒蛇咬的进化之间可能存在联系。对于蛇和鳄鱼来说,头部是探索环境、战斗、捕食和杀戮的唯一单位。Antoniazzi说。有一种理论认为,也许正是这些需求促使了无肢动物毒液的进化。

它们可能不是蛇,但这些两栖动物的咬伤是有毒的,更多信息请访问。

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Caecilian两栖动物口腔毒液系统的形态学证据作者:Pedro Luiz Mailho-Fontana, Marta Maria Antoniazzi, Cesar Alexandre, Daniel Carvalho Pimenta, Juliana Mozer Sciani, Edmund D. Brodie Jr.和Carlos Jared, iScience, 2020年7月3日

DOI: 10.1016 / j.isci.2020.101234

这项工作得到了国家科学和技术发展委员会(CNPq)、圣保罗研究基金会(FAPESP)和高等教育委员会的支持。巴西(披肩)。

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