斑点龟(Clemmys gutatta)颈部皮肤皱襞结构的首次解剖学与组织学描述及其进化意义

【字体: 时间:2025年08月06日 来源:Scientific Reports 3.9

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  本期推荐:研究人员针对斑点龟(Clemmys gutatta)颈部新发现的皮肤皱襞结构(命名为clemmysian fold)开展首次系统性研究。通过解剖学测量、组织学分析及15种近缘龟类对比,证实该结构由交错排列的胶原纤维束和层状角质组成,可能为无铰链壳龟类提供头部保护机制。研究为龟类适应性进化提供了新视角,成果发表于《Scientific Reports》。

  

在龟类2.3亿年的进化历程中,不同物种发展出独特的防御机制:海龟演化出桨状鳍肢,鳄龟拥有灵活的捕食颈部,而箱龟则具备可闭合的铰链壳。然而,小型淡水龟类斑点龟(Clemmys gutatta)既缺乏强力游泳能力,又无壳铰链结构,其生存策略长期存疑。美国北卡罗莱纳州自然科学博物馆(North Carolina Museum of Natural Sciences)联合北卡罗莱纳州立大学的研究团队,首次发现并系统描述了一种独特的颈部皮肤皱襞结构——clemmysian fold,为理解龟类防御机制进化提供了关键线索。

研究团队采用多学科技术手段:通过38只活体斑点龟的形态测量建立基础数据;利用博物馆保存标本进行解剖学观察;采用组织学染色(H&E和Masson's Trichrome)分析显微结构;并对比15种近缘龟类(包括箱龟Terrapene carolina carolina、麝香龟Sternotherus odoratus等)的同部位组织样本。

Gross examination

解剖显示该皱襞呈双侧对称的"蛤壳"结构,头部回缩时可垂直闭合覆盖头部。与相邻颈部皮肤相比,皱襞具有更浅的色泽、更大的鳞片和更厚的质地,切割时呈现类似软骨的物理特性。

Morphometric examination

测量数据显示皱襞长度在成年个体中为8.0-12.0mm(雌雄无显著差异),幼体为7.0mm,提示该结构可能随个体发育逐渐成熟。

Histologic examination

组织学揭示皱襞具有2mm厚的真皮层,含交错排列的胶原纤维束(平行与垂直表皮方向交替),Masson染色显示这些纤维束呈特征性蓝色。

表皮覆盖的层状角质层明显厚于周围皮肤,类似龟甲角质结构。对比研究证实该结构在15种近缘龟类中均不存在,包括同科的箱龟(其颈部皮肤仅含均质胶原)。

这项研究首次揭示了斑点龟独特的颈部防御结构。进化分析表明,clemmysian fold可能是对小型龟类防御需求的功能响应性状(functional response trait):当缺乏铰链壳和游泳速度优势时,通过胶原强化的皮肤皱襞实现被动保护。其层状角质特征暗示与龟甲角质同源,可能代表壳防御机制的进化过渡形态。研究为理解龟类形态进化提供了新范式,后续需扩大地理种群采样以验证该结构的分布规律。成果由Meghan V. Chung等发表于《Scientific Reports》,为保护生物学和进化发育研究提供了重要案例。

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