中國科學(xué)院成都生物研究所李家堂課題組以樹(shù)棲蛙類(lèi)(樹(shù)蛙和雨蛙,圖1)和非樹(shù)棲蛙類(lèi)(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)結合系統發(fā)育關(guān)系及生態(tài)位分析,進(jìn)一步探究無(wú)尾目物種對樹(shù)棲蛙類(lèi)的適應性進(jìn)化。
本研究顯示,樹(shù)棲蛙類(lèi)物種樹(shù)蛙亞科(Rhacophorinae)物種的第三掌骨遠末端存在一個(gè)骨質(zhì)結節(Bony knob,圖2),該結構由側面的關(guān)節軟骨(AL)通過(guò)軟骨硬化形成,解剖學(xué)發(fā)現其上粘附有肌肉。系統發(fā)育比較方法(PCM)結果顯示該性狀與樹(shù)棲有著(zhù)顯著(zhù)相關(guān)性。因此,研究推測骨質(zhì)結節可能是為肌肉提供更大附著(zhù)面積,發(fā)達的肌肉有助于其提升抓握能力。此外,研究結果顯示在雨蛙屬(Hyla)物種的第三掌骨中部存在一個(gè)與骨質(zhì)結節同方向的彎曲(圖2),其可能充當一個(gè)特殊的插入位置或受力點(diǎn),來(lái)幫助雨蛙屬物種產(chǎn)生更大的抓握力。樹(shù)棲蛙類(lèi)和非樹(shù)棲蛙類(lèi)物種的前臂和手的比較分析結果顯示相對手長(cháng)在非樹(shù)棲蛙類(lèi)與樹(shù)棲蛙類(lèi)之間具有顯著(zhù)差異(圖3)。樹(shù)棲蛙類(lèi)擁有較長(cháng)的手,其可能與樹(shù)棲適應中的抓握相關(guān)。
本項研究得到中科院東南亞中心青年基金項目,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A(yíng)cta Zoologica。
圖1:左示意樹(shù)蛙類(lèi)物種,右示意雨蛙類(lèi)物種
圖2:第三掌骨的透明骨骼染色結果 A:非樹(shù)棲蛙類(lèi);B:樹(shù)棲蛙類(lèi),樹(shù)蛙亞科樣本;C:樹(shù)棲蛙,雨蛙科樣本。
圖3:樹(shù)棲蛙類(lèi)與非樹(shù)棲蛙類(lèi)相對前肢長(cháng)和手長(cháng)統計圖,a:相對前肢長(cháng),b:相對手長(cháng)