现代动物的脊柱发育方式与3亿年前相同

柏林自然科学博物馆的研究人员进行的一项研究揭示了四足脊椎动物骨化模式的演变。Antoine Verrière 和他的同事能够根据现代脊椎动物和化石脊椎动物的大型数据集，包括来自 3 亿至岁的爬行动物 Mesosaurus tenuidens。结果发表在本周的《科学报告》上。

脊柱或脊柱是所有脊椎动物的定义和命名特征，其发育通常很好理解。然而，其进化史的一些关键部分仍然是个谜。来自柏林洪堡大学和德国柏林自然博物馆的团队进行的一项新研究揭示了这段历史的新方面。

作为博士研究的一部分进行的这项研究的第一作者古生物学家 Antoine Verrière 说，该项目始于保存异常完好的爬行动物 Mesosaurus tenuidens 的化石。中龙是第一种适应水中生活的爬行动物。它有着长长的鼻子和有力的游泳尾巴，栖息在泛超南部的内陆海域。

“在一些罕见的幼年标本上，我们观察到神经弓，位于椎骨主要部分顶部的脊柱，随着动物的成长从头到尾闭合，就像拉链一样。我们想了解这种模式是如何形成的符合陆地脊椎动物的进化史，但很快意识到可用的信息少得惊人。所以我们决定自己调查一下。”

该团队研究了羊膜动物脊柱中的四种主要发育模式：

椎体的骨化(椎骨的主体)

成对神经弓的骨化

最初形成的成对神经弓元件融合成一个脊柱

神经弓与椎体的融合，也称为神经中枢融合。

他们使用统计模型来追溯这些不同的模式在陆地脊椎动物大约 3 亿年的漫长历史中是如何变化的，并以此重建所有陆地脊椎动物共同祖先的模式。

“最让我们惊讶的是，这些模式在过去 3 亿年里似乎一直相对稳定，”Jörg Fröbisch 教授说。“现代和灭绝的脊椎动物在体型和生活方式方面存在巨大差异，它们的脊柱元素以复杂的单位组织，物种之间差异很大。然而，骨化模式比伟大的形态学所预期的要保守得多多样性。”

尽管考虑到考虑的巨大时间范围，研究的模式在整个进化过程中相对稳定，但确实发生了一些偏差。值得注意的是，鸟类、哺乳动物和有鳞爬行动物各自进化出自己特定的脊椎骨化模式，这与羊膜动物的祖先状况不同。再一次，在这些群体中，模式也出奇地稳定。

“例如，鸵鸟和海鸥具有非常不同的解剖结构和生活方式，但它们的脊柱以相似的方式骨化。这表明可以在陆地脊椎动物的主要谱系之间观察到一些变化，但在每个主要谱系中，脊柱发育再次保持相当稳定，”Nadia Fröbisch 教授说。

“我们的研究是另一个很好的例子，说明如何将来自化石和现代动物的数据结合起来，真正深入了解主要身体结构的发展和进化，”Antoine Verrière 说。

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