非洲爪蛙的新3D解剖图谱增加了对发育和变态过程的理解

模型生物非洲爪蟾（非洲爪蛙）的3D解剖图谱现在可以帮助研究人员了解胚胎发育和变态——蝌蚪转化为成熟青蛙的有趣过程

缺乏这类数据极大地限制了评估和理解这些复杂过程的能力。为了增加研究人员、科学教育工作者甚至3D打印爱好者的访问和互动性，这些数据已被转换为免费提供的可嵌入数字文件，以便在Sketchfab上进行3D查看，并在Thingiverse上作为3D打印文件提供。这项工作以及所有可用数据已发表在《GigaScience》杂志上

非洲爪蟾（Xenopus laevis）已成为发育生物学和其他学科研究的一种易于理解和通用的脊椎动物模型生物，因为有多种类型的数据可用，从二十世纪初胚胎学领域的基础移植实验到目前使用高质量基因组测序技术的实验

这种易于繁殖的青蛙特别适合研究蝌蚪转变为成熟青蛙时发生的巨大变化期间的身体计划重组，这一过程称为变态。然而，为了更好地理解这些过程，非常需要一种额外的数据

来自Masaryk大学（捷克共和国）的Jakub Harnos博士是该研究的首席科学家，他解释说，“在涵盖爪蟾晚期发育阶段的全面数据集的可用性方面存在显著差距。”

为了填补这一空白，研究人员团队现在提供了这一缺失的数据。作者使用X射线显微断层摄影术（一种3D成像技术）创建了一个解剖图谱，以更准确地描述X.laevis发育的多个阶段。通过对不同发育阶段的3D重建进行详细分析，作者可以确定从蝌蚪到幼崽再到成熟成年人的解剖转变过程中发生的关键变化

使用这种新的高分辨率数据可以非常详细地跟踪形状变化的一个引人注目的例子是调整发育中的青蛙眼睛的位置，以及这种转变的确切时间。随着发育的推进，眼睛之间的距离逐渐减小

作者指出：“这种适应与青蛙的生活策略非常一致，从有侧眼的水栖蝌蚪过渡到眼睛位于头顶的成年人，过着一种类似鳄鱼的水下生活。”

青蛙的肠道在变态过程中也经历了显著的重塑。在8天的时间里，肠道缩短了约75%，卷曲模式发生了巨大变化。这一过程很难用其他方法研究，研究人员制作的X射线显微断层摄影可以很详细地跟踪这一过程

新的3D图谱以高空间和时间分辨率展示的其他解剖事实显示了雄性和雌性青蛙之间的差异（总体而言，雌性最终会变大），以及隐藏在上颌弓后面的X.laevis牙齿的非常微妙的定位

为了使科学家、教育工作者和3D打印社区能够轻松访问可打印模型，设计平台Thingiverse上提供了非洲爪蟾解剖图谱中的40个表面渲染3D模型。可嵌入的数字模型也可以从Sketchfab网站下载，并在研究论文中查看 More information: Jakub Harnos et al, Unveiling Vertebrate Development Dynamics in Frog Xenopus laevis using Micro-CT Imaging, GigaScience (2024). DOI: 10.1093/gigascience/giae037

Journal information: GigaScience