針鼴鼠前肢的建模為哺乳動物的進(jìn)化提供了新的視角

如今，哺乳動物可以用前肢游泳、跳躍、飛行、攀爬、挖掘和幾乎所有的東西，但所有這些多樣性和進(jìn)化的問題仍然是科學(xué)家們討厭的問題。

為了幫助解決這個問題，哈佛大學(xué)的研究人員將目光轉(zhuǎn)向了一種最不尋常的哺乳動物——針鼴鼠。這些巨大的產(chǎn)卵哺乳動物與早期哺乳動物祖先有許多共同的解剖特征，因此它們可以幫助彌補滅絕與其他現(xiàn)代哺乳動物之間的差距。

博士后研究員索菲雷尼奧和有機與進(jìn)化生物學(xué)副教授斯蒂芬妮皮爾斯使用高度詳細(xì)的針鼴前肢肌肉骨骼模型，不僅可以更好地了解這種鮮為人知的針鼴前肢是如何工作的，還可以打開一扇了解滅絕哺乳動物如何使用前肢的窗口。這個模型在11月14日出版的《皇家學(xué)會開放科學(xué)論文》中有描述。

"針鼴鼠還沒有得到很好的研究，對它們的生物力學(xué)也知之甚少."雷根納說?！跋嚓P(guān)物種很少，針鼴鼠本身也很難研究，因為它們有非常大的刺來隱藏潛在的動作。我們通過使用CT掃描制作了這個虛擬模型，這樣我們就可以更詳細(xì)地了解骨骼和肌肉是如何相互作用的。另一個?！?

研究人員發(fā)現(xiàn)，骨骼解剖和肌肉共同優(yōu)化肢體杠桿和某些運動的機動性。特別是支持肢體旋轉(zhuǎn)的肌肉結(jié)構(gòu)對針鼴的伸展步態(tài)非常重要。

皮爾斯說：“這一模型不僅使我們能夠深入了解針鼴鼠的獨特觀點，還可以指導(dǎo)已經(jīng)滅絕的哺乳動物的重建?！搬橗B鼠前肢骨骼與過渡動物的相似性，可以幫助我們了解現(xiàn)代哺乳動物前肢多樣性的演化?！?

“如果我們發(fā)現(xiàn)一些肌肉有很大的杠桿作用，這可能表明一些姿勢或類型的運動更有可能發(fā)生，”雷尼奧補充說?！拔覀冋诶^續(xù)向針鼴鼠模型添加數(shù)據(jù)。我們想做的一件事是知道如何利用機動性和杠桿作用來預(yù)測動物可能如何站立，或者它們可能做出什么樣的動作?！?

“這項研究是一個更大項目的一部分，”皮爾斯說。研究人員的最終目標(biāo)是通過在關(guān)鍵階段建立相似的化石模型來重建哺乳動物前肢的進(jìn)化。針鼴模型是了解前肢形態(tài)與功能關(guān)系的第一步。

通過觀察哺乳動物前肢如何隨時間變化，他們希望揭示骨骼的修飾如何導(dǎo)致我們今天看到的生態(tài)和行為多樣性。

這項研究得到了美國國家科學(xué)基金會的支持。

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