从丰富多彩的展示到激烈的打斗,动物界的交配仪式多种多样。但最奇怪的之一来自雄性鬼鲨——也称为银鲛——它们用牙齿抓住雌性伴侣。奇怪之处在于?这些牙齿恰好位于它们的额头上。
尽管许多生物在身体其他部位都有类似牙齿的生长物,但这项发表在《美国国家科学院院刊》上的新研究证实,银鲛的外部牙齿与口中的牙齿相同。在口外长牙是一种生物学上的稀有现象,鬼鲨暴露的牙齿是科学家们前所未见的。
“如果这些奇怪的银鲛把牙齿长在额头前面,这会让你更广泛地思考牙齿发育的动态性,”佛罗里达大学生物学教授加雷思·弗雷泽在新闻稿中说。“如果银鲛可以在口外制造一套牙齿,我们还可能在哪里找到牙齿呢?”
鬼鲨额头为什么长牙

成年雄性斑点鼠鱼额前交合器(Tenaculum)被一排排牙齿覆盖的CT(计算机断层扫描)图像(彩虹色)。
(图片来源:Karly Cohen 扫描标本;Ella Nicklin 渲染和图像)
这种进化上的交配奇迹被称为额前交合器,是鬼鲨额头伸出的肉质棒状物。额前交合器存在于化石和现代银鲛物种中,包含一排排锋利的鲨鱼牙齿。这些牙齿也是可伸缩的,以便银鲛在交配时必要时将其露出。
用牙齿进行交配并不是什么新鲜事,因为鲨鱼物种也经常用口中的牙齿做同样的事情。这些牙齿就像手一样,抓住交配伴侣,使两者在交配过程中不会分开。但由于这些鲨鱼的亲戚口中没有牙齿,它们需要在别处发展牙齿,这使得它们成为进化生物学的一个奇特之处。
“这个疯狂的、绝对壮观的特征颠覆了进化生物学中长期以来的假设,即牙齿是严格的口腔结构。额前交合器是一个发育遗迹,而不是一个奇怪的一次性现象,是颚外带牙结构的第一个明确例子,”华盛顿大学弗莱迪港实验室的卡莉·科恩在新闻稿中说。
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鬼鲨额头上的牙齿是真的牙齿吗?
银鲛的额前交合器并非新发现,但一直有人质疑额前交合器上的牙齿是真牙还是仅仅是类牙的生长物。为了这项研究,研究人员利用化石残骸和现代鬼鲨标本,以帮助回答这个问题。

幼年斑点鼠鱼(Hydrolagus colliei)躺在手掌中。
(图片来源:佛罗里达大学 Gareth J. Fraser)
科学家们主要依靠两种方法来研究鬼鲨的带牙附属物:基因检测和CT扫描。从CT扫描开始,研究团队首次详细观察了化石和现代额前交合器。扫描显示,额前交合器上的牙齿与鲨鱼颚内的牙齿几乎一模一样。
基因证据证实了CT扫描结果,表明鬼鲨额头上的牙齿具有只有真口内牙齿才有的基因特征,而非类牙齿生长物所具有。鬼鲨在口外发展出这些真正的生物牙齿的能力令科学家们惊叹,也证明了某些物种在进化过程中所展现的创造力。
“我认为这个项目非常棒的一点是,它提供了一个漂亮的进化修补或‘拼凑’的例子。我们结合了实验数据和古生物学证据,展示了这些鱼类如何利用预先存在的牙齿制造程序来制造一种对繁殖至关重要的新器官,”芝加哥大学生物学教授迈克尔·科茨在新闻稿中说。
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- 美国国家科学院院刊。颚外牙齿:银鲛带齿头部交合器的进化与发育















