鼬科动物运动习性与肢体肌肉解剖结构的适应关系研究

《BMC Ecology and Evolution》：Muscle architecture in mustelid mammals: anatomical proxies for muscle function and their relation to locomotor habit

　　

摘要

背景

尽管哺乳动物用于运动的骨骼适应性已被充分记录，但在肌肉解剖结构方面可能的肢体适应性却鲜有研究。本研究考察鼬科哺乳动物，选取攀爬、挖掘和游泳的特化物种以及泛化物种，探讨肢体肌肉解剖结构的差异是否与不同的运动习性相关，如同肢体骨骼形态的情况一样。

结果

针对19个鼬科物种的49个个体，我们测量了六块前肢和六块后肢肌肉的肌纤维束长度、肌腹质量和生理横截面积（PCSA）。我们分别对前肢和后肢就三种解剖特征中的每一种进行了尺寸标准化主成分分析，以确定运动习性是否与肌肉解剖结构的差异相关。挖掘型鼬科动物的特点是肩关节屈肌和肘关节伸肌肌纤维束较长且既强壮又发达。攀爬型鼬科动物以短肌纤维束肌肉为特征，其中肩关节和肘关节屈肌以及膝关节和踝关节伸肌在所采样肌肉中相对较大。游泳型鼬科动物倾向于具有相对较长的肌纤维束，其腕关节和踝关节的屈肌和伸肌都既强壮又有力；然而，海獭似乎整体肌肉比其它水獭更为发达，这可能与其游泳方式有关。与水獭相比，水貂的肌肉也相对具有较长的肌纤维束，且与水獭一样，水貂倾向于具有发达且强壮的远端肢体肌肉，尽管相比水獭，其肢体肌肉中发达和强壮的程度按比例来说稍弱。在泛化物种中，前肢肌肉之间的相对力量类似于挖掘型鼬科动物中前肢肌肉之间的相对力量。我们的结果表明，肢体内部肌肉肌腹的相对质量在很大程度上可以区分鼬科动物的运动习性，但这是否由自然选择导致，则应作为未来研究的主题。

结论

这些结果表明，肌肉解剖结构很可能反映了鼬科动物的肢体使用方式，但未来的研究必须对肌肉和物种进行更广泛的取样。研究运动及运动适应性进化的工作，除了应考虑骨骼形态特征的特化外，还应考虑肌腹质量、肌纤维束长度和生理横截面积等肌肉解剖结构特征的特化。