探秘加拉帕戈斯鬣蜥皮肤:解锁独特适应与演化密码

【字体: 时间:2025年02月19日 来源:Biology Direct 5.7

编辑推荐:

  为探究加拉帕戈斯鬣蜥皮肤适应机制,研究人员对三种鬣蜥皮肤研究,发现其差异及无虹彩细胞等,助力理解其演化。

  加拉帕戈斯群岛,这片位于太平洋东部的神奇海域,宛如一座天然的生物演化实验室,孕育着无数独特而奇妙的生物。其中,加拉帕戈斯鬣蜥更是以其多样的色彩和独特的生态习性,吸引着众多生物学家的目光。这些鬣蜥的皮肤颜色各异,从黑色的海鬣蜥(Amblyrhynchus cristatus),到黄色的普通陆鬣蜥(Conolophus subcristatus),再到珍稀的粉色陆鬣蜥(Conolophus marthae),它们的皮肤不仅是简单的外观特征,更可能隐藏着适应极端环境的奥秘。
此前,虽然有研究关注鬣蜥的外部颜色及其生态意义,但对于其皮肤的超微结构方面却知之甚少。特别是在面对加拉帕戈斯群岛强烈的紫外线辐射时,鬣蜥皮肤是如何应对的,仍然是个未解之谜。此外,粉色陆鬣蜥幼体与成体颜色差异巨大,其背后的机制也亟待探索。为了揭开这些神秘的面纱,来自罗马第二大学(University of Rome Tor Vergata)、圣地亚哥动物园野生动物联盟(San Diego Zoo Wildlife Alliance)等多个研究机构的研究人员 Manuel Scimeca、Rita Bonfiglio 等人开展了深入研究,相关成果发表在《Biology Direct》上。

研究人员采用了多种关键技术方法。在样本采集方面,从不同种类的鬣蜥身上获取皮肤样本,包括海鬣蜥、普通陆鬣蜥和粉色陆鬣蜥,且在普通陆鬣蜥和粉色陆鬣蜥身上分别采集黑色和非黑色区域的样本 。组织学分析上,对样本进行固定、脱水、包埋和染色,通过多种染色方法观察皮肤的形态结构。利用透射电子显微镜(TEM)对样本超微结构进行观察,识别各种色素细胞、血管、胶原纤维等。免疫组化则用于检测上皮泛细胞角蛋白(CKPan)的表达,以研究表皮的特征。

研究结果如下:

  1. 皮肤组织学差异:海鬣蜥黑色皮肤的真皮富含黑色素但血管较少;普通陆鬣蜥黑色皮肤的表皮和真皮浅层有许多黑素体,且在表皮下有排列成栅栏状的大的成纤维细胞样细胞;粉色陆鬣蜥黑色皮肤样本有少量血管和大量黑素细胞,非黑色(粉色)皮肤则缺乏黑色素,有非常大的血管。
  2. 色素细胞相关发现:在所有分析样本中均未发现虹彩细胞(Iridophores)。普通陆鬣蜥和粉色陆鬣蜥非黑色皮肤的角质层(Stratum corneum )厚度显著大于黑色皮肤,且该研究中背外侧皮肤的角质层比之前研究中前肢的角质层薄一个数量级。
  3. 免疫组化结果:免疫组化分析显示,仅在粉色陆鬣蜥非黑色(粉色)皮肤中观察到上皮层分层现象,其他样本均为单层上皮细胞。
  4. 超微结构特征:海鬣蜥黑色皮肤有许多含成熟黑素体的黑素细胞;普通陆鬣蜥非黑色皮肤的细胞外基质富含胶原纤维和真皮 - 上皮连接;粉色陆鬣蜥非黑色皮肤既无黑素体也无黄色素细胞(Xanthophores),有大血管形成血管网络 。

研究结论与讨论部分指出,该研究全面揭示了三种加拉帕戈斯鬣蜥皮肤的组织学、超微结构和免疫组化特征。首次证实成年个体皮肤中不存在虹彩细胞,这一发现与其他一些爬行动物形成鲜明对比。粉色陆鬣蜥皮肤的特殊结构,如增厚的角质层、多层真皮和大血管等,可能与适应高海拔强紫外线辐射环境有关,但缺乏成熟黑素细胞却导致其 DNA 损伤率高于其他鬣蜥,这一现象值得进一步研究。此外,不同种类鬣蜥皮肤黑色素细胞分布差异表明其在皮肤颜色变化和抵御紫外线辐射中可能发挥重要作用。未来还需进一步探究粉色陆鬣蜥幼体是否存在虹彩细胞以及其消失的遗传机制,同时对不同岛屿海鬣蜥皮肤颜色变化的研究也有待拓展。这项研究不仅为理解加拉帕戈斯鬣蜥的适应策略和演化过程提供了重要依据,也为人类皮肤研究提供了新的思路,例如在抵御紫外线损伤方面,粉色陆鬣蜥的皮肤结构或许能为开发新的防晒策略提供参考,从而在生命科学和健康医学领域具有重要的潜在价值。
相关新闻
生物通微信公众号
微信
新浪微博
  • 急聘职位
  • 高薪职位

知名企业招聘

热点排行

    今日动态 | 人才市场 | 新技术专栏 | 中国科学人 | 云展台 | BioHot | 云讲堂直播 | 会展中心 | 特价专栏 | 技术快讯 | 免费试用

    版权所有 生物通

    Copyright© eBiotrade.com, All Rights Reserved

    联系信箱:

    粤ICP备09063491号