新研究表明,齿鲸的回声定位器官是由下颌肌肉进化而来的

Dolphins and whales use sound to communicate, navigate and hunt. New research suggests that the collections of fatty tissue that enable toothed whales to do so may have evolved from their skull muscles and bone marrow.

海豚和鲸鱼利用声音进行交流、导航和狩猎。新的研究表明,使露齿鲸能够做到这一点的脂肪组织集合可能是从它们的头骨肌肉和骨髓进化而来的

北海道大学的科学家确定了声学脂肪体中表达的基因的DNA序列—齿鲸用来回声定位的头部周围脂肪的集合。他们测量了港湾鼠海豚和太平洋白海豚的基因表达。他们的发现发表在《基因》杂志上

头部声学脂肪体的演变—鲸鱼前额的甜瓜、颚骨旁边的下颌外脂肪体(EMFB)和颚骨内的下颌内脂肪体(IMFB)—对于回声定位等声音用途至关重要。然而,人们对这些脂肪组织的遗传起源知之甚少

北海道大学早川实验室的博士生、该研究的第一作者Hayate Takeuchi说:“有齿鲸已经经历了显著的退化和对水生生活方式的适应。”。一种适应是它们的嗅觉和味觉部分丧失,同时获得回声定位,使它们能够在水下环境中导航

研究人员发现,通常与肌肉功能和发育相关的基因在甜瓜和胚胎干细胞中很活跃。还有证据表明,下颌外脂肪和咬肌之间存在进化联系,咬肌在人类中连接下颚骨和颧骨,是参与咀嚼的关键肌肉

领导这项研究的环境地球科学学院助理教授Takashi Hayakawa说:“这项研究表明,EMFB咀嚼肌在听觉和进食生态之间的进化权衡对露脊鲸的水生适应至关重要。”

“这是从咀嚼到简单吞咽食物的进化转变的一部分,这意味着不再需要咀嚼肌肉。”

对肌内脂肪中基因表达的分析检测到了与免疫功能相关的基因的活性,如免疫反应的某些元素的激活和T细胞形成的调节

北海道搁浅网络(SNH)是研究的另一个重要方面,因为本研究中使用的样本是由他们收集的。SNH在北海道的海岸和河口采集了搁浅鲸鱼的标本

“与北海道当地人和社区的长期交流使研究人员能够对鲸鱼生物学进行各种研究,包括我们的惊人发现,”SNH主任Takashi Fritz Matsuishi教授说