研究人员在Stonefish中发现类似切尔克斯的防御系统

日期:2018-05-15 人气:2

为了与X射线进行比较,清除并染色了Warty Prowfish(Aetapcus maculatus)的标本。威廉利奥史密斯

新的研究表明,在太平洋和印度洋的黑暗小巷里,一些最致命的装甲鱼在他们的脸上装上了开关叶片。

来自堪萨斯大学的一项研究首次发表于Copeia杂志上,详细介绍了石斑鱼特有的“lachrymal saber”的演变 - 一群居住在印度洋 - 太平洋沿岸水域的珍稀而精心制作的危险鱼类。这项新发现重写了对几组鱼类之间关系的科学理解,并揭示了以前未知的防御策略 - 同样,这可能会助长几次噩梦。

“我不是为什么之前没有发现过这种情况,”KU生物多样性研究所和自然历史博物馆的副馆长兼KU生态学和进化生物学副教授William Leo Smith说。 “这可能是因为只有一两个人曾在这个团队工作过。我们带走了五六个家庭,并能够解决他们分类中的问题。从外面看这个真正强大的解剖特征是非常有用的。要有一个大的关系图,说明所有事情都是相关的,并且证据是我们所有人都希望的。我们有这个功能,并进入它可能发展的遗传学。“

史密斯在研究中检查的所有石鱼都具有一种机制,他和他的同事将位于眼睛下方每个脸颊上的“泪状佩刀”称为“泪状佩刀”。此外,对63种物种的113种形态和5,280种分子特征进行遗传分析,发现拥有泪喉军刀的石鱼密切相关,产生了扁头,蝎,,海罗宾和石revised的修订分类。

whiskered prowfish(Neopataecus waterhousii)的X光片。威廉利奥史密斯

KU的Elizabeth Everman和芝加哥菲尔德博物馆的Clara Richardson的共同作者Elizabeth Everman发现,在石斑鱼脸颊上的类似切片的装置涉及对几种骨骼和肌肉的特殊修改:环绕上颌骨,上颌骨和内收肌下颌骨。

在制作15年之后,这项新研究开始于史密斯解剖一只曾是自己宠物的石头鱼时 - 他成为第一位了解锁定切换机制及其在解剖学上如何工作的研究人员。

“最外面的骨头有一个小钉子,或一个凹凸,或重度凹槽。它被称为lachrymal并在鱼眼周围形成骨质环,而下面的骨骼看起来像它上面有一个胖嘟嘟的虫子,被称为上颌骨,是上颌骨的一部分 - 在大多数陆地脊椎动物中,上颌骨会被齿,“史密斯说。 “当我开始解剖并识别出这种机制时,我看到了这个折叠切片刀的第一件事 - 这两个多边形的东西坐在一起,可以在不同的高度进行棘轮操作。它可以一路锁定或者可以锁定在不同的地方。“

据研究人员介绍,为了帮助石鱼部署切换刀片,异常大量的肌肉和韧带附着在由石斑鱼家族以外的物种组成的喉部剑术系统的骨骼上。

KU研究员说:“除了控制这种机制之外,除了控制这种机制之外,不能有任何其他原因用于这些肌肉和韧带。” “这整组鱼类被称为”邮件脸颊鱼“或Scorpaeniformes,眼睛下面的骨骼附着在鳃骨架上。因为所有这些肌肉都附着在鳃骨架上,它可以使所有这些导致喉炎军刀展开的力量。“

一个已清除并染色的synanceiid Paracentropogon标本的侧面图。图像突出显示了(A)沿着舌鳞鱼脸颊侧面的泪状佩剑(箭头)的静止位置和(B)泪点状佩剑从标本侧向延伸的锁定位置。下图中可以看到第一和第二个眶周两者的旋转。威廉利奥史密斯

史密斯说切换刀片只增加了一系列令人印象深刻的防御特征,这些特征将石斑鱼列入海洋中最致命的鱼类之中,包括尖刺,伪装和一些世界上最强大的毒液,甚至可能对成年人致命。

史密斯说:“在我研究过的所有鱼类中,我还没有被任何这些石鱼叮咬。 “我只是超级偏执。在一些地方,他们捕捉他们的食物 - 大的,他们很好吃 - 在印度尼西亚有较大的水产养殖。这令人难以置信。毒液在我们的消化系统中分解。但是,世界各地的人都吃很多有毒物种,甚至在美国也是如此“

史密斯说,喉咙马刀最有可能是一种额外的石鱼防御系统,以避免掠夺。

“如果你在其他东西的嘴里发现了这些石鱼的照片,那么泪水剑总是被锁在外面,”他说。 “人们知道这些鱼的主要事情是它们有毒。有些人知道他们,因为他们有这些手指状的附属物,像弹钢琴一样拖着身子,附件实际上随着它们的进食而品尝食物。这些石鱼可以模仿漂浮在水中的叶子 - 它们是超级伪装的。他们中的许多人的身体侧面都有明亮的胸鳍,当他们害怕时会闪光 - 这种单调的鱼会突然闪现明亮的黄色和橙色。我总是认为所有这些特征都是防御性的,但其他鱼科学家最近的研究表明这些特征都可以像孔雀一样展现出来。“

作为研究一部分进行研究的标本中有一部分收集在宠物鱼贸易中,另外一些则在台湾进行实地调查期间收集,研究人员利用台湾渔业巨大的优势进行研究。

“我们三年前到台湾旅行时,我们捕捉到全球所有鱼类物种的1%,”史密斯说。 “你可以得到深海和浅水鱼,因为它是一个火山岛 - 它们派出数十艘船来捕虾 - 他们的渔业得到了我们农业的支持。你不需要租用船只进行研究,你可以坐在码头上穿过鱼类,它们只会磨得很细,所以我们可以免费收集这些样本。“

除了在印度洋太平洋采集的标本之外,为了建立遗传关系,史密斯依靠库尔的生物多样性研究所收集的大量鱼类组织样本。

“我们在该研究所拥有世界上最多样化的组织样本,”史密斯说。 “有些地方有更多的个体组织,但就物种多样性而言,我们拥有最大的组织。”

出版物:W. Leo Smith等,“扁平头,蝎子,海盗和石斑鱼(Percomorpha:Scorpaeniformes)的系统发育和分类学以及Lachrymal Saber的进化”,Copeia 106(1):94-119,2018 ; DOI:10.1643 / CG-17-669