新的研究表明有蹄類哺乳動物的不同頭飾是從共同的祖先進化而來的

博物館的理查德·吉爾德科學、教育和創新中心展出了各種各樣的哺乳動物頭飾，這是小路易斯·v·格斯特納藏品的一部分。信用:uux.cn阿爾瓦羅·丁可/ AMNH
（神秘的地球uux.cn）據美國自然曆史博物館：從長頸鹿身上的小骨錐到雄性駝鹿的巨大鹿角——鹿角可以長得像汽車一樣寬——反芻獸類的頭盔極其多樣化。新的研究表明，盡管身體存在差異，但這些骨骼適應的基本方麵很可能是從一個共同的祖先進化而來的。
美國自然曆史博物館、巴魯克學院和紐約市立大學研究生中心的研究人員今天在《通訊生物學》雜誌上發表了這一發現。
“角和鹿角是令人難以置信的多樣化結構，科學家們長期以來一直在爭論它們的進化起源，”巴魯克學院和紐約市立大學研究生中心的助理教授兼博物館副研究員紮卡裏·卡拉馬裏說。“這項基因組研究不僅讓我們更接近解決一個進化之謎，還幫助我們更好地了解所有哺乳動物的骨骼是如何形成的。”
大約有170種現代反芻有蹄哺乳動物帶頭飾，化石記錄中還有更多。我們今天看到的頭飾有四種類型——鹿角、牛角、骨錐和叉角羚——它們有多種用途，包括防禦、識別其他物種成員和交配。直到最近，科學家們還不確定這些不同的骨頭飾是在每個反芻動物群體中獨立進化的，還是來自一個共同的祖先。
作為博物館理查德·吉爾德研究生院的比較生物學博士生，卡拉馬裏開始利用基因組和基於計算機的3D形狀分析研究這個問題。卡拉馬裏與博物館哺乳動物化石館長約翰·弗林·弗裏克合作，專注於對頭飾的轉錄組進行測序，轉錄組是在特定時間組織中表達的基因。
他們的研究支持這樣一種觀點，即所有反芻動物的頭帽形式都是從一個共同的祖先進化而來的，它們是動物“前額”的成對骨突起，前額是頭骨額骨附近的區域。
弗林說:“我們的研究結果提供了更多證據，證明角是從顱神經脊形成的，顱神經脊是形成麵部的胚胎細胞層，而不是從形成頭部兩側和後部骨骼的細胞形成的。”“令人驚訝的是，這些細胞正是形成鹿角的細胞。與其他骨骼和皮膚組織“對照”相比，牛角和鹿角中基因表達的獨特模式提供了令人信服的證據，證明這些壯觀的骨骼結構的基本特征來自一位古代祖先。”

研究作者紮卡裏·卡拉馬裏在美國自然曆史博物館掃描麋鹿頭骨。致謝:uux.cn馬特·尚利/ AMNH
通過將新測序的牛角轉錄組與鹿茸和豬皮轉錄組進行比較，卡拉馬裏和弗林首次用轉錄組證實了頭飾的家族特異性差異可能是從共同祖先繼承的一般骨骼結構上進化而來的。
卡拉馬裏說:“除了支持角和鹿角單一起源的基因表達模式外，我們的結果還表明這些結構中基因表達模式的調控可能與其他骨骼不同。”
“這些結果有助於我們了解角和鹿角的進化史，並可能表明其他反芻動物顱附肢的差異，如骨化石和叉角羚，也是對共同祖先顱附肢的精心製作。”