研究人員發(fā)現(xiàn)魚的頸狀脊椎運動

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)遠遠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)果揭示了動物進化史上的模式，對于想要制造移動機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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