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一些蝙蝠物种在进化过程中失去了复杂的声纳能力

发布于2017年1月9日

  • 所有蝙蝠物种的内耳在早期都以相同的方式发育
  • 但是某些类型的蝙蝠随后不会产生回声定位的能力
  • 调查人员检查了不同种类的胎儿和新生蝙蝠的内耳

所有蝙蝠物种曾经具备制作高音调声音的能力,然后制作回声回声的声学图像 - 一种称为回声定位的技术 - 但是一些物种随着它们的进化而失去了这种能力。

研究人员发现,所有蝙蝠物种的内耳,即使是那些现在都不能使用回声定位的蝙蝠,都会在生命的最初阶段以促进声纳能力所需的方式发展。

但在某些物种中缺乏随后的快速生长和发育,这些生长和发育将为哺乳动物提供利用该技术的物理特征。

新研究发表在 性质 Ecology & Evolution.

图为上图:一个使用回声定位的城镇大耳蝙蝠 (信用:教授布罗克芬顿)

该研究表明,回声定位的能力只进化了一次,随后在一些物种中丢失,而不是像一些科学家所认为的那样进化数次 - 因此所有蝙蝠曾经有能力以这种复杂的方式使用声波。

艾玛教授, ucd生物学与环境科学学院,谁也是爱尔兰蝙蝠研究中心的创始主任,以及来自的同事 沉阳农业大学 在中国,进行了研究。

蝙蝠可以通过发出在他们的语音盒中产生的高频声纳信号来导航,然后他们会听到他们在内耳中检测到的返回回声 - 这种技术被称为喉回声定位。即使在完全黑暗的情况下,这种能力也能让蝙蝠进行导航和狩猎。但有些蝙蝠物种,如果蝠,不能回声。

图为:艾玛生物与环境科学学院艾玛·特林教授,他是该研究的合着者。

遗传证据表明,使用喉回声定位的蝙蝠不是从单一进化组进化而来的。鉴于蝙蝠化石的稀缺性,迄今为止还不可能仅从化石记录中确定声纳特性是否仅来自一个进化群。

研究人员通过研究内耳在胎儿和新生蝙蝠中的发育情况来测试替代理论,而不是研究化石甚至是成年蝙蝠的内耳。

耳蜗是一种微小的骨骼,蝙蝠用它来区分返回回波间距的微小差异。

研究人员使用X射线显微射线照片研究了七种蝙蝠的耳蜗发育情况 - 两只不使用喉回声定位的果蝠和另外五只使用喉部回声定位的蝙蝠。他们还检查了五种其他非回声定位动物,包括猫和大鼠。

快速发展

研究人员观察了所有蝙蝠物种在早期胎儿阶段耳蜗的快速发育,但其他哺乳动物并未出现同样水平的快速生长。果蝠的耳蜗大小与其他蝙蝠相似,比其他哺乳动物大约65%。

“随着果蝠的发育,它们的耳蜗生长明显减慢,因此当它们成年时,它们的耳蜗大小与其他非回声定位的哺乳动物大小相似,”教授艾玛特说。

“在过去,当进化生物学家检查非回声定位果蝠成年人的耳蜗大小时,它们看起来像所有其他非回声定位的哺乳动物,表明他们可能永远不会有回声定位的能力,”教授teeling说。

“这是我们第一次探索非成人蝙蝠耳蜗的发育,这表明所有的蝙蝠,包括没有回声定位的物种,都是从极大的耳蜗开始的,这表明了回声定位的能力。”

作者得出结论,果蝠的祖先很可能具有回声定位的能力,并且大型胎儿耳蜗是果蝠古老的回声定位祖先的活化石。

蒂林教授现在参与其中 bat1k  - 一个致力于将所有蝙蝠生命物种的基因组测序到染色体水平组装的大型全球个体联盟。她说她希望这个项目能帮助科学家准确揭示回声定位特征是如何演变的。

该论文的标题是 产前发育支持蝙蝠喉部回声定位的单一来源.

通过: 杰米deasy,数字记者,ucd大学关系