中國科學(xué)院成都生物研究所李家堂課題組以樹棲蛙類(樹蛙和雨蛙,圖1)和非樹棲蛙類(鈴蟾科、蟾蜍科、角蟾科、姬蛙科和蛙科)物種為研究對象,對前肢和第三掌骨進(jìn)行比較形態(tài)學(xué)研究,同時(shí)結(jié)合系統(tǒng)發(fā)育關(guān)系及生態(tài)位分析,進(jìn)一步探究無尾目物種對樹棲蛙類的適應(yīng)性進(jìn)化。
本研究顯示,樹棲蛙類物種樹蛙亞科(Rhacophorinae)物種的第三掌骨遠(yuǎn)末端存在一個(gè)骨質(zhì)結(jié)節(jié)(Bony knob,圖2),該結(jié)構(gòu)由側(cè)面的關(guān)節(jié)軟骨(AL)通過軟骨硬化形成,解剖學(xué)發(fā)現(xiàn)其上粘附有肌肉。系統(tǒng)發(fā)育比較方法(PCM)結(jié)果顯示該性狀與樹棲有著顯著相關(guān)性。因此,研究推測骨質(zhì)結(jié)節(jié)可能是為肌肉提供更大附著面積,發(fā)達(dá)的肌肉有助于其提升抓握能力。此外,研究結(jié)果顯示在雨蛙屬(Hyla)物種的第三掌骨中部存在一個(gè)與骨質(zhì)結(jié)節(jié)同方向的彎曲(圖2),其可能充當(dāng)一個(gè)特殊的插入位置或受力點(diǎn),來幫助雨蛙屬物種產(chǎn)生更大的抓握力。樹棲蛙類和非樹棲蛙類物種的前臂和手的比較分析結(jié)果顯示相對手長在非樹棲蛙類與樹棲蛙類之間具有顯著差異(圖3)。樹棲蛙類擁有較長的手,其可能與樹棲適應(yīng)中的抓握相關(guān)。
本項(xiàng)研究得到中科院東南亞中心青年基金項(xiàng)目,國家自然科學(xué)基金,四川省科技廳國際合作基金等資助。研究近期發(fā)表于Acta Zoologica。
圖1:左示意樹蛙類物種,右示意雨蛙類物種
圖2:第三掌骨的透明骨骼染色結(jié)果 A:非樹棲蛙類;B:樹棲蛙類,樹蛙亞科樣本;C:樹棲蛙,雨蛙科樣本。
圖3:樹棲蛙類與非樹棲蛙類相對前肢長和手長統(tǒng)計(jì)圖,a:相對前肢長,b:相對手長