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看似溫順的青蛙頭骨是如何進化成現在這個樣子的?

對許多人來說,世界上大多數青蛙都非常可愛,有著水汪汪的大眼睛、圓圓的肚子和柔軟的身體。雖然世界上大量的蛙種有毒,但它們大多溫順,不具攻擊性。

然而,當生物學家在研究青蛙的頭骨時,他們發現青蛙的頭骨在進化的道路上簡直是放蕩不羈的。與青蛙溫順的外表相比,生物學家認為壹切都是瘋狂的?在青蛙光滑的皮膚下,許多種類的青蛙可能有精致或堅硬的皇冠頭骨、假尖牙、真尖牙甚至毒刺。

來自佛羅裏達自然歷史博物館的研究人員使用三維數據研究了158種青蛙的頭骨形狀,這些青蛙代表了所有現存的青蛙家族。大多數青蛙頭骨是尖的,但它們被額外的骨層形成的各種復雜的凹槽,脊和坑所覆蓋。研究小組發現這叫做

過度骨化

青蛙的特征進化了25次以上。具有相同食性或防禦能力的物種通常會發展出具有相似形狀和模式的頭骨,即使它們經過數百萬年的進化已經分離。

研究論文的主要作者,佛羅裏達大學博士生丹尼爾?丹尼爾·帕盧說:?從表面上看,青蛙看起來很相似,但當妳看它們的頭骨時,妳會發現它們之間有著巨大的差異。壹些最奇怪的頭骨是在青蛙身上發現的。壹些青蛙吃鳥類和哺乳動物,另壹些用它們的頭做盾牌,少數種類的青蛙甚至有有毒的頭骨。?

上壹次關於蛙頭骨的綜合研究發表於1973。從那以後,科學家們將描述的青蛙物種數量增加了壹倍,更新了我們對它們進化關系的理解,並在CT掃描的幫助下開發了新的分析技術。這使得Paru能夠掃描和數字化青蛙頭骨上的36個符號,並最終分析和比較青蛙生命樹的形狀。

帕魯發現,不僅過度骨化和奇怪的頭骨形狀經常壹起出現,而且它們通常與青蛙的習性有關?青蛙要麽吃非常大的獵物,要麽用頭自衛。

通常吃鳥、爬行動物、其他青蛙和老鼠的青蛙都有巨大、寬敞的頭骨,下巴關節靠近背部。帕魯說,這讓它們有更大的嘴來抓取獵物,比如帕爾曼蛙。他的分析表明,這些物種的頭骨布滿了微小的凹坑,可以提供額外的力量和咬合力。

幾乎所有的青蛙下顎都沒有牙齒,但壹些青蛙,如布吉特蛙,進化出了下尖牙,這使它們能夠刺傷獵物。有壹種叫Guenther的有袋蛙,它的兩顎都有真正的牙齒,可以吃掉占自身體重壹半的獵物。

有些青蛙用頭堵住洞口,防止捕食者捕食它們。這些種類的青蛙通常有覆蓋著小刺的海綿狀頭骨。壹些,如布魯諾的黑頭蛙,最近被發現有毒。當捕食者猛擊這些青蛙的頭部時,特殊的刺會刺穿皮膚下的毒腺作為防禦。

雖然這項研究表明過度骨化和奇特的頭骨形狀之間存在持續的重疊,但研究人員不確定是哪壹個先開始的。青蛙是開始吃大型獵物,然後進化出更強壯的頭骨,還是相反?帕魯說,這是壹個?先有雞還是先有蛋的問題?。

如今發現的青蛙有7000多種,但它們的祖先沒有加固的頭骨。但是《爬蟲研究》的合著者大衛?大衛·布萊克本說,

青蛙的祖先的祖先有壹個加固的頭骨。

。雖然青蛙的祖先沒有壹個過度骨化的頭骨,但相當古老的兩棲動物祖先的頭骨顯示出增強的特征。古老的基因可能操縱著這壹切瘋狂。

之前的研究認為,青蛙進化成過度骨化的特征是為了防止幹旱環境下的水分流失,但Paru的研究發現,棲息地和過度骨化之間並沒有必然的絕對因果關系。這壹特征存在於生活在地下、樹上、水裏和陸地上的青蛙身上。

但棲息地確實會影響頭骨的形狀:水生青蛙的頭骨往往又長又平,而擅長挖掘的青蛙的頭骨通常又短又尖,這也使它們能夠像筷子壹樣用嘴捕捉快速移動的小獵物,如螞蟻和白蟻,Paru說。

物競天擇,適者生存相對而言,自然界中越弱小的物種,其進化就越瘋狂、越多樣,因為只有改變才能不被自然淘汰。為什麽世界上沒有這壹切呢?改變才能前進。