Priohybodus arambourgi(d'Erasmo, 1960)(Elasmobranchii:Hybodontiformes)的牙齿组织型(histotype)与釉质层(enameloid)微结构:来自巴西东北部晚侏罗世
《The Anatomical Record》:Tooth histotype and enameloid microstructure of Priohybodus arambourgid'Erasmo, 1960 (Elasmobranchii: Hybodontiformes) from the Late Jurassic of northeastern Brazil
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鲨鱼具有多样的食性和不同的捕猎机制,因此该类群牙齿形态高度多样,也反映牙齿内部结构。板鳃类(Elasmobranchii)内部牙齿解剖显示系统演化中存在三种组织型(histotype):正牙型(orthodont)、骨牙型(osteodont)和拟骨牙型(ps
鲨鱼具有多样的食性和不同的捕猎机制,因此该类群牙齿形态高度多样,也反映牙齿内部结构。板鳃类(Elasmobranchii)内部牙齿解剖显示系统演化中存在三种组织型(histotype):正牙型(orthodont)、骨牙型(osteodont)和拟骨牙型(pseudoosteodont)。Priohybodus arambourgi 是已知最古老的具完全锯齿状边缘和多尖齿冠的Hybodontiformes,最近记录于巴西东北部Tucano Basin上侏罗统。牙齿微结构变异是灭绝Elasmobranchii生态与演化研究的重要工具,研究人员通过古组织学分析和扫描电子显微镜(SEM)揭示该Hybodontiformes的内部牙齿模式。因其衍生齿形,曾预期P. arambourgi会与某些拟骨牙型新鲨类(Neoselachii)接近,具显著骨牙型(sensu stricto)和复杂enameloid。但结果显示P. arambourgi具pseudoosteodont牙齿层和致密单晶enameloid:外部晶体垂直于齿面,最内层随机排列。细长而浅的enameloid层似乎不足以支撑该形态,导致enameloid上广泛微划痕和独特牙齿磨损。该研究证实pseudoosteodont模式在Hybodontiformes演化中具保守性,即使衍生切割齿形亦如此,并表明P. arambourgi可能具更泛化食性。
研究背景方面,Elasmobranchii由鲨与鳐组成,具多牙替换(polyphyodonty),牙齿形态与食性、生态位相关。Hybodontiformes自早泥盆世出现、白垩纪末灭绝,主要凭孤立牙齿研究;其齿冠含enameloid与 dentin(牙本质),组织型分 orthodont、osteodont、pseudoosteodont。已有研究多关注形态,P. arambourgi 牙核曾被归为 osteodont,enameloid 微结构虽有讨论,但完整牙齿组织学仍不清,且该类群多数属缺乏深入组织学工作,因此研究人员开展巴西上侏罗统 Alian?a Formation 产 P. arambourgi 的牙齿古组织学与SEM研究。论文发表于《The Anatomical Record》。
关键技术方法上,材料来自巴西 Universidade Federal do Vale do S?o Francisco 的 LAPAL/SBF 收藏,为 Tucano Sul Basin、Alian?a Formation(上侏罗统 Tithonian)产出的 P. arambourgi 牙齿样本队列,包含完整与碎裂标本。研究人员采用岩石薄片(petrographic slide)制片后的透射光显微观察,以及 JEOL JSM-6390LV 扫描电子显微镜(SEM)高/低真空成像,依纵向与横截面分析 enameloid、orthodentine(正牙本质)和 osteodentin(骨牙本质)。
研究结果中,3.1 Histological description:通过薄片观察,牙齿由外层薄 enameloid、尖部外侧 orthodentine、基部与尖部主体 osteodentin 构成;osteodentin 含血管通道、denteon(牙质体)、circumvascular dentin(环血管牙本质)与 interdenteonal tissue(牙质体间组织),orthodentine 具平行、近垂直齿面的 dentinal tubules(牙小管),从而判定为 pseudoosteodont。
3.2 Scanning electron microscopy analysis:SEM 显示 enameloid 为 compact monocrystalline enameloid(致密单晶釉质层),切缘区 fluorapatite(Ca5(PO4)3F)晶体垂直于齿面,中内层晶体随机;enameloid 表面有牙小管开口造成孔隙,切缘锯齿附近有密集 micro-scratches(微划痕),被解释为生前牙齿磨损。
讨论部分中,4.1 An evolutionary context for the dental pattern in Elasmobranchii:研究人员将 P. arambourgi 与早期板鳃类、Hybodontiformes、Neoselachii 比较,指出 Hybodontiformes 中 orthodont 可能为祖征,pseudoosteodont 广泛存在;P. arambourgi 具 orthodentine+osteodentin 而非纯 osteodentin,支持 pseudoosteodont,且此型在衍生切割齿中仍保守。
4.2 The enameloid of P. arambourgi:其 enameloid 主要为 SCE(Single Crystallite Enameloid)单元,外区近切缘呈垂直排列、内区随机,不形成 Neoselachii 的 PBE/TBE 束状结构,RBE(Radial Bundled Enameloid)成分减弱;不同于高冠锯缘新鲨类复杂 enameloid。
4.3 Feeding inference of P. arambourgi:高冠多尖锯缘形态原被认为适食软体大型猎物,但微划痕与磨损显示也可处理较硬食物;结合近缘 Planohybodus 与 ammonite 标本证据,研究人员认为 P. arambourgi 可能为 generalist(泛化捕食者)。
研究结论部分译为:P. arambourgi 牙齿为 pseudoosteodont 组织型,enameloid 为致密单晶类型且晶体取向分区;细长 enameloid 不足以完全支撑衍生锯缘切割齿形,产生特征微划痕与磨损。该结果证实现存 Hybodontiformes 的 pseudoosteodont 模式演化保守,即便在衍生切割齿形中亦不变,并指示 P. arambourgi 可能具更泛化食性。