禁運：2021 年 8 月 25 日星期三 00.01(英國夏令時)
利物浦大學(xué)的一位研究人員發(fā)現(xiàn)，盡管魚類的解剖結(jié)構(gòu)與人類和其他陸棲脊椎動物不同，但它們的脊椎可以彎曲，頭部向上。
揭示這項研究結(jié)果的論文，魚的頸部狀椎體運動，今天發(fā)表在英國皇家學(xué)會會刊 B：生物科學(xué)上。
它的作者Ariel L Camp 博士使用 X 射線視頻和數(shù)字動畫測量了虹鱒魚和蛙魚的脊柱運動。
她說：“這些魚不像人類那樣只使用頭部后面的椎骨關(guān)節(jié)，而是在抬起頭吃飯時彎曲脊椎的三分之二。這表明魚在游泳和進(jìn)食期間會在三維方向上移動它們的脊椎，幫助我們了解脊椎動物的脊椎——尤其是頸部——的進(jìn)化。
“四足動物(四肢動物)使用它們的脖子相對于身體和四肢在三維方向上移動頭部。魚沒有這種解剖學(xué)上的頸部，但在喂食過程中，許多物種會相對于身體抬高頭部。顱骨抬高被認(rèn)為是由作為頸部的顱椎和最靠近顱骨的椎間關(guān)節(jié)通過背側(cè)旋轉(zhuǎn)(伸展)引起的。然而，由于在體內(nèi)可視化和測量椎體運動的困難，這從未被測試過。我使用移動形態(tài)的 X 射線重建來測量喂食期間虹鱒魚和康姆森蛙魚的三維脊椎運動學(xué)。
“盡管形態(tài)有很大不同，但在這兩個物種中，背腹旋轉(zhuǎn)遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出了顱椎和顱椎間關(guān)節(jié)。鱒魚結(jié)合小(大多數(shù)小于 3°)背旋轉(zhuǎn)超過其椎間關(guān)節(jié)的三分之一來抬高神經(jīng)顱骨。蛙魚使用顱椎和第一椎間關(guān)節(jié)的極大(通常為 20-30°)旋轉(zhuǎn)，但在顱骨抬高過程中，三分之二的脊柱發(fā)生較小的旋轉(zhuǎn)。與四足動物不同，魚通過旋轉(zhuǎn)脊柱的大部分區(qū)域來旋轉(zhuǎn)頭部。這表明應(yīng)該考慮顱骨和更多的尾椎骨，以了解非四足動物如何控制頭身界面的運動。”
這項工作得到了 UKRI 生物技術(shù)和生物科學(xué)研究委員會和美國國家科學(xué)基金會的支持。
Ariel L Camp 博士是利物浦大學(xué)的 BBSRC 發(fā)現(xiàn)研究員。她的研究考察了動物的運動方式：它們的肌肉和骨骼如何協(xié)同工作以產(chǎn)生像飛行一樣非凡或像呼吸一樣常見的運動。具體而言，她專注于頭部和身體之間的界面：頸部，檢查其形狀并使用慢動作視頻、X 射線圖像和數(shù)字動畫等工具以 3D 方式記錄其移動方式。結(jié)果揭示了動物進(jìn)化史上的模式，對于想要制造移動機(jī)器或只是改善我們移動自己身體的方式的人類設(shè)計師來說，也是一個靈感來源。
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