看似温顺的青蛙头骨是如何进化成现在这个样子的?

对许多人来说,世界上大多数青蛙都非常可爱,有着水汪汪的大眼睛、圆圆的肚子和柔软的身体。虽然世界上大量的蛙种有毒,但它们大多温顺,不具攻击性。

然而,当生物学家在研究青蛙的头骨时,他们发现青蛙的头骨在进化的道路上简直是放荡不羁的。与青蛙温顺的外表相比,生物学家认为一切都很疯狂。在青蛙光滑的皮肤下,许多种类的青蛙可能有精致或坚硬的皇冠头骨、假尖牙、真尖牙甚至毒刺。

来自佛罗里达自然历史博物馆的研究人员使用三维数据研究了158种青蛙的头骨形状,这些青蛙代表了所有现存的青蛙家族。大多数青蛙头骨是尖的,但它们被额外的骨层形成的各种复杂的凹槽,脊和坑所覆盖。研究小组发现这叫做

过度骨化

青蛙的特征进化了25次以上。具有相同食性或防御能力的物种通常会发展出具有相似形状和模式的头骨,即使它们经过数百万年的进化已经分离。

研究论文的主要作者,佛罗里达大学博士生丹尼尔?丹尼尔·帕卢说:?从表面上看,青蛙看起来很相似,但当你看它们的头骨时,你会发现它们之间有着巨大的差异。一些最奇怪的头骨是在青蛙身上发现的。一些青蛙吃鸟类和哺乳动物,另一些用它们的头做盾牌,少数种类的青蛙甚至有有毒的头骨。?

上一次关于蛙头骨的综合研究发表于1973。从那以后,科学家们将描述的青蛙物种数量增加了一倍,更新了我们对它们进化关系的理解,并在CT扫描的帮助下开发了新的分析技术。这使得Paru能够扫描和数字化青蛙头骨上的36个符号,并最终分析和比较青蛙生命树的形状。

帕鲁发现,不仅过度骨化和奇怪的头骨形状经常一起出现,而且它们通常与青蛙的习惯有关,它们要么吃非常大的猎物,要么用头来保护自己。

通常吃鸟、爬行动物、其他青蛙和老鼠的青蛙都有巨大、宽敞的头骨,下巴关节靠近背部。帕鲁说,这让它们有更大的嘴来抓取猎物,比如帕尔曼蛙。他的分析表明,这些物种的头骨布满了微小的凹坑,可以提供额外的力量和咬合力。

几乎所有的青蛙下颚都没有牙齿,但一些青蛙,如布吉特蛙,进化出了下尖牙,这使它们能够刺伤猎物。有一种叫Guenther的有袋蛙,它的两颚都有真正的牙齿,可以吃掉占自身体重一半的猎物。

一些青蛙用头堵住洞穴的入口,以防止捕食者捕食它们。这些种类的青蛙通常有覆盖着小刺的海绵状头骨。一些,如布鲁诺的黑头蛙,最近被发现有毒。当捕食者猛击这些青蛙的头部时,特殊的刺会刺穿皮肤下的毒腺作为防御。

虽然这项研究表明过度骨化和奇特的头骨形状之间存在持续的重叠,但研究人员不确定是哪一个先开始的。青蛙是开始吃大型猎物,然后进化出更强壮的头骨,还是相反?帕鲁说,这是一个?先有鸡还是先有蛋的问题?。

如今发现的青蛙有7000多种,但它们的共同祖先没有强化头骨。但是《爬虫研究》的合著者大卫?大卫·布莱克本说,

青蛙的祖先的祖先有一个加固的头骨。

。虽然青蛙的祖先没有一个过度骨化的头骨,但相当古老的两栖动物祖先的头骨显示出增强的特征。古老的基因可能操纵着这一切疯狂。

之前的研究认为,青蛙进化成过度骨化的特征是为了防止干旱环境下的水分流失,但Paru的研究发现,栖息地和过度骨化之间并没有必然的绝对因果关系。这一特征存在于生活在地下、树上、水里和陆地上的青蛙身上。

但栖息地确实会影响头骨的形状:水生青蛙的头骨往往又长又平,而擅长挖掘的青蛙的头骨通常又短又尖,这也使它们能够像筷子一样用嘴捕捉快速移动的小猎物,如蚂蚁和白蚁,Paru说。

物竞天择,适者生存相对而言,自然界中越弱小的物种,其进化就越疯狂、越多样,因为只有改变才能不被自然淘汰。为什么世界上没有这一切呢?改变才能前进。