基于多种成像技术对七鳃鳗幼体颅部肌肉的立体详细重建

《EvoDevo》：Three-dimensional detailed redescription of the lamprey larval cranial muscles based on multiple imaging methods

　　

摘要

背景

脊椎动物颌部的起源是脊椎动物进化研究中最为长久且令人困惑的话题之一。为了解决这一根本性问题，七鳃鳗幼体长期以来一直是研究无颌类脊椎动物颅骨系统的主要信息来源。然而，其颅骨解剖结构仍存在争议，这主要是因为以往的解剖学研究主要依赖传统方法，存在主观判断的空间。在此，我们重点研究了那些形态和神经支配存在较大争议的颅肌，运用包括微型计算机断层扫描和光片显微镜在内的多种先进技术，对这些肌肉及三叉神经分支进行了高分辨率的三维客观成像。

结果

我们的详细观察揭示了若干此前被忽视的关键特征。首先，一种尚未被描述的上唇肌肉由三叉神经第二主支的一个分支支配，而该分支一直被认为仅具有感觉功能。其次，大多数下唇肌肉同时接受三叉神经第二主支和第三主支的支配。最后，首次详细阐明了下唇肌肉的分布情况，表明这种肌肉在变态过程中会发展成成年动物舌部结构的肌肉。

结论

我们的三维数据修正了以往关于七鳃鳗幼体颅骨形态的观点，为比较已灭绝和现存脊椎动物的形态学及发育学研究奠定了坚实基础。此外，此处采用的先进成像技术也可应用于变态期及成年期的七鳃鳗，为阐明成年头部形态的生成机制提供了有效途径。总体而言，这项研究为研究脊椎动物头部早期演化的进化发育学和古生物学研究开辟了新的方向。