物理科技生物学-PHYICA

恐龙研究如何帮助国内换妻医学

科学新闻 2021-12-29 00:04:08

波恩大学 医生

坦贾·温特里奇用偏振光显微镜检查了侏罗纪时期一种鱼龙(海洋爬行动物)的椎间盘

信用:马丁·桑德/统一波恩 椎间盘连接椎骨,使脊柱活动自如

椎间盘由软骨纤维环和作为缓冲的凝胶状核心组成

人们一直认为只有人类和其他哺乳动物才有椎间盘

波恩大学领导下的一个研究小组现在发现了一个误解:即使是霸王龙也可能遭受椎间盘突出

研究结果现已发表在《科学报告》杂志上

现在的蛇和其他爬行动物没有椎间盘;相反,他们的椎骨通过所谓的球窝关节连接在一起

这里,椎骨的球形端面与相邻椎骨的杯形凹陷相吻合,类似于人类髋关节

中间有软骨和滑液来保持关节活动

这种进化的结构对今天的爬行动物是有益的,因为它可以防止可怕的椎间盘滑脱,椎间盘滑脱是由椎间盘的一部分滑入椎管引起的

“我发现很难相信古代爬行动物没有椎间盘,”古生物学家博士说

波恩大学地球科学研究所古生物学部的坦贾·温特里奇

她注意到大多数恐龙和古代海洋爬行动物的椎骨看起来与人类非常相似——也就是说,它们没有球窝关节

因此,她想知道灭绝的爬行动物是否有椎间盘,但在进化过程中已经用球窝关节“取代”了椎间盘

长颈恐龙“阿拉帕霍”躯干的脊椎骨:这种恐龙骨骼长达27米,是欧洲有史以来展示的最长骨骼,目前正在波恩的柯尼希博物馆展出

在卷尺旁边可以看到两块椎骨之间的球窝关节

信用:马丁·桑德/统一波恩 恐龙和今天还活着的动物椎骨的比较 为此,由坦贾·温特里奇领导的研究小组,在科隆大学和弗赖堡大学以及来自加拿大和俄罗斯的研究人员的参与下,研究了总共19种不同的恐龙、其他灭绝的爬行动物和今天仍然活着的动物

研究人员得出结论,椎间盘不仅出现在哺乳动物身上

对于这些研究,使用各种方法分析仍然连接的椎骨

令人惊讶的是,博士

温特里奇现在也能够证明软骨的残余甚至椎间盘的其他部分几乎总是保存在这样的古代标本中,包括像鱼龙这样的海洋爬行动物和像暴龙这样的恐龙

然后,她沿着陆地动物的族谱追踪椎骨间软组织的进化,该族谱在3.1亿年前分为哺乳动物系、恐龙和鸟类系

德国南部霍尔兹马登早侏罗世(1.8亿年前)的一种鱼龙脊椎的一部分的薄片

嵌入海底的精细分层淤泥确保了良好的保存,这也包括椎骨间椎间盘的残余

信用:Tanja Wintrich/Uni Bonn 椎间盘在进化过程中出现过几次 以前不知道椎间盘是一个非常古老的特征

研究结果还表明,椎间盘在不同动物的进化过程中进化了几次,在爬行动物中可能被球窝关节取代了两次

“椎间盘被替换的原因可能是它比球窝关节更容易受到损伤,”博士说

温特里奇

尽管如此,哺乳动物总是保留椎间盘,重复着熟悉的模式,即它们的进化灵活性相当有限

“这一观点也是对人类医学理解的核心

人体并不完美,它的疾病反映了我们漫长的进化史,”古生物学家教授补充道

医生

波恩大学的马丁·桑德

在研究方法方面,该团队不仅借鉴了古生物学,还借鉴了医学解剖学、发育生物学和动物学

在显微镜下,用岩石锯切割恐龙骨骼,然后研磨得非常薄,提供了与现存动物固定和嵌入组织的组织切片相当的信息

这使得连接长期进化和识别发展过程成为可能

教授

桑德说:“关节软骨,显然甚至椎间盘本身都可以存活数亿年,这真是令人惊讶

" 二叠纪时期最古老的海洋爬行动物属中龙(2.9亿年前)在光学显微镜下的脊椎薄片

图片底部两块椎骨之间的间隙包含椎间盘前体的残余

明亮的颜色由偏振光产生,显示骨组织的类型和软骨的附着

信用:Tanja Wintrich/Uni Bonn 医生

现在在波恩大学解剖研究所工作的温特里奇对两个领域之间的合作感到高兴,这种合作首先使这种跨学科的理解成为可能:“我们发现,霸王龙的前肢没有受到椎间盘突出的保护

“只有类似鸟类的食肉恐龙才进化出球窝关节和马鞍关节,这在今天的鸟类中仍然可见

同样,这种球窝关节对于最大的恐龙——长颈恐龙——脊椎的稳定性具有决定性的优势

古生物学和医学之间的桥梁在德国具有开创性

解剖学家教授

医生

波恩大学的卡尔·席林没有参与这项新的研究,他报告说:“在美国

S

相比之下,恐龙研究人员和进化生物学家经常密切参与医学训练,尤其是解剖学和胚胎学

这给了年轻医生一个在快速变化的环境中变得越来越重要的视角

"

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