日本東京大學醫學院的科學家們在《美國國家科學院院刊》上發表論文，詳細闡述了哺乳動物面部結構的進化。
前頜骨和隔頜骨的重組使哺乳動物擁有了靈活的鼻子，可以“嗅聞”。
獸亞綱動物（粉色框）的鼻子非常靈活，可以“嗅聞”。
小鼠胚胎髮育的影象，左邊為整個頭部的側面檢視，右邊為鄂部尖端。
當地時間11月2日，日本東京大學醫學院的科學家們在《美國國家科學院院刊》上發表論文，詳細闡述了哺乳動物面部結構的進化。這項研究有助於揭示哺乳動物嗅覺的起源，並可能為研究唇顎裂等面部發育障礙引入新的動物模型（如雞或青蛙）。
之前科學家們認為，哺乳動物的鼻子和爬行動物的頜骨是以相同的方式發育的。“現存的四足動物化石，無論是爬行動物還是哺乳動物的祖先，其上頜骨的數量都是相同的，所以大家理所當然地認為它們的進化路徑一致。在這項研究中，我們跟蹤了不同物種的面部發育，包括鳥類（雞）、爬行動物（壁虎）和哺乳動物（小鼠），更詳細地研究了這些骨頭，”研究的領導者、東京大學醫學院的博士後研究員Hiroki Higashiyama說。
胚胎中一組被稱為“面部突起”的細胞，產生了面部的物理結構。在這項研究中，科學家們將這類細胞染色以跟蹤它們的遷移和生長。一組叫作“額鼻突”的細胞在爬行動物中形成了鄂部尖端（俗稱“下巴尖”），但在哺乳動物中變成了突出的鼻子；而哺乳動物的鄂部尖端則來自一組叫作“上頜突”的細胞。為的同的，所以大家也下隱藏的一座火山，。窄的產道時旋轉身體，這隨著祖先們身體和遺傳差異的積累，爬行動物上顎頂端的骨頭（即前頜骨）變小並向上遷移，而位於其後的骨頭（即隔頜骨）變大並向前移動，成為哺乳動物的鄂部尖端。
研究人員說，像澳大利亞鴨嘴獸和針鼴這樣的卵生哺乳動物，可以展示從進化較早的爬行動物向進化較晚的哺乳動物過渡的骨骼結構。
鼻子和下頜的分離賦予了哺乳動物獨特的“嗅聞”能力，用肌肉張開鼻孔，深深吸入環境中的氣味。“這一發現是人類和其他哺乳動物面部進化的關鍵創新，可活動的鼻子賦予了哺乳動物高度靈敏的嗅覺，區分並識別大量氣味可能也幫助哺乳動物進化出了更大、更復雜的大腦。”Higashiyama說。
科學家們表示，這項研究提供了前頜骨和隔頜骨進化轉變的物理證據，但其中的遺傳原因還需要單獨的研究來確定。
此外，“小鼠是目前唯一研究唇顎裂的動物模型，但飼養成本昂貴，而且發育緩慢。而我們現在知道了多個物種面部突起的組成以及胚胎髮育的過程，所以我們或許可以將雞或青蛙的面部發育障礙與人類進行比較。在未來，這些動物或將成為有效的新動物模型，”Higashiyama說。
編譯：花花 審稿：西莫 責編：陳之涵
期刊來源：《美國國家科學院院刊》
期刊編號：0027-8424
原文連結：https://phys.org/news/2021-11-mammals-noses-reptiles-jaws-evolutionary.html
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