令人惊讶的是,人们对树蛙分泌粘液的性质和分泌粘液的腺体的形态知之甚少。在这篇博客中,Julian Langowski,发表在《动物学前沿》上的一篇新文章的通讯作者,告诉我们他对树蛙粘液腺的3D分析和粘液化学的探索。 黏液腺及其分泌物是两栖动物皮肤的特征特征(图1)。在以往的工作中,黏液腺大多被描述为形态和功能较为统一。此外,据说黏液还具有一些通用功能,如促进皮肤呼吸和润滑 粘性脚趾 然而,在树蛙的粘性脚趾中,粘液还发挥着另一种作用。在这里,它可能扮演着“粘合剂”的角色,这有助于这些动物的显著依恋(参见我们的评论和之前的博客文章“Kermit的黏小手指”)。为了进一步了解黏液在树蛙附着中的功能作用,我们采用比较的方法研究了青蛙脚趾中几乎未知的功能腺形态和黏液化学。这项研究的结果最近发表在《动物学前沿》杂志上。 在两栖动物中,一个以前未被识别的粘液腺簇? 首先,我们在瑞士保罗-舍勒研究所(Paul-Scherer-Institute)对一根灰指甲脚趾进行了微型ct扫描(类似于你可能在医院里知道的程序)。这使我们能够创建该脚趾内所有粘液腺的3d模型(图2)。乍一看,向脚垫接触面开放的腹侧粘液腺与背侧粘液腺的形态明显不同。背侧腺体具有“规则”两栖类粘液腺的所有特征(即大量存在于皮肤内的小球形腺体)。与此相反,腹侧粘液腺的体积更大,呈簇状,并向内垫体移动。这种形态上的差异是否意味着腹侧腺在树蛙的附着过程中起着重要的作用? 我们兴奋地发现了已知的第一个两栖动物粘液腺簇,以及树蛙脚趾粘液腺的明显形态适应性。然后,然而,我们发现在一个广泛的文献筛选(a)的异常形态腹侧腺体已经被德国解剖学家在19世纪(尽管这知识迷路了,因为约1920),和(b)腺集群一直在描绘-但不认可后literaturein至少10家庭的青蛙。这表明足趾腺丛可能是无尾猿(即现代青蛙)的一个共同特征。重要的是,我们还在不经常攀爬和粘着的非树栖蛙类中发现了腺簇。这一观察结果与趾腺特别适应附着的假设不一致。 一个黏液就能把它们都盖住…… 我们与来自美国阿克伦大学(高分子科学和生物学系)的同事一起,还对树蛙脚趾上的粘液进行了化学表征。通过对趾垫横切面进行分子特异性染色(即组织化学染色),我们发现趾黏液中存在碳水化合物和碳水化合物-蛋白质复合物等黏液物质。然而,使用的10种染色剂中没有一种显示灰藻背侧和腹侧粘液的化学特征有差异。 更详细的分析脚趾粘液化学使用光谱方法证实了我们的组织化学发现。我们既没有发现从蛙垫和其他身体部位收集的粘液的化学成分的差异(图4),也没有检测到为两种树栖和两种陆地蛙类收集的粘液光谱图的明显变化。 总的来说,我们的研究表明青蛙粘液的化学成分在不同的身体部位和不同生活方式的物种中是相似的,这表明粘液在anurans的进化过程中得到了很大程度的保护。 坚持还是不坚持…… 我们能从这些关于树蛙依恋基础的发现中学到什么?从进化的角度看,不同生活方式的物种间粘液腺形态和粘液化学的相似性与树蛙脚趾粘液腺系统对附着的适应性不一致。相反,腺丛可能代表着对陆地生物更普遍的适应:与背侧腺相比,腹侧腺体积的增大可能使青蛙通过腹侧脚趾表面与环境的物理接触来补偿粘液的损失。
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