陆生间接发育无尾类皮肤变态重塑的保守性与异时性分析

《Frontiers in Zoology》：Temporal patterns of thyroid gland maturation and skin metamorphosis in terrestrial indirect-developing de Villiers moss frogs (Arthroleptella villiersi Hewitt, 1935)

　　

摘要

背景

无尾类动物表现出多样的生活史特征，其发育模式从祖先型的水生间接发育到衍生的陆生发育模式，后者常与幼体特征退化相关。德维利耶斯苔蟾Arthroleptella villiersi（水蛙科）表现出陆生间接发育模式，其孵出后以内养型蝌蚪形态在胶状巢内完成变态发育。本研究通过考察A. villiersi皮肤与甲状腺发育的时间节点及组织学特征，以检验变态发育的重塑过程是否保守，并评估异时性在无尾类生活史陆生化中的角色。

结果

组织学分析显示，其甲状腺成熟序列与水生间接发育及陆生直接发育无尾类动物相比具有保守性。皮肤发育重现蝌蚪典型特征，包括单层细胞腺体、两层表皮及侧线器官。随后的变态重塑导致三层表皮、角质层、多细胞黏液腺与颗粒腺形成，以及黑素细胞层重新排布。侧线器官在孵出时出现、分化并在变态前短暂退化，其过程与甲状腺成熟同步。异时性分析表明，相较于水生间接发育无尾类，其皮肤发育存在轻微时间偏移，包括真皮黑素细胞发育的前移及多细胞颗粒腺发育的后移。

结论

研究发现表明，A. villiersi保留了与甲状腺成熟相关的保守型皮肤变态重塑机制。观察到的轻微异时性偏移凸显了皮肤发育的模块化特性，且未发现时间解耦证据，提示存在整合的"皮肤进化单元"。这表明无尾类向陆生生活史进化转变无需对皮肤发育途径进行根本性重构。