在两栖动物的牙齿上发现类似蛇的毒腺

此图显示了环状盲肠西门鳄Siphonops annulatus的整体视图。

凯撒人是没有肢体的两栖动物，在未经训练的人眼中，很容易将其误认为蛇。尽管caecilian与其爬行动物表亲关系不远，但今天（2020年7月3日）在iScience杂志上进行的一项研究中，研究人员描述了在环状caecilian（Siphonops annulatus）牙齿上发现的特殊腺体，它们具有相同的生物学起源，并且可能类似于蛇毒腺的功能。如果进一步的研究可以证实腺体中含有毒液，则凯撒人可能是最古老的陆地上有口腔毒液的脊椎动物。

凯撒人是奇特的生物，几乎是盲人，并使用面部触手和粘液的组合来导航地下隧道。生物学家兼结构生物学实验室主任卡洛斯·贾里德（Carlos Jared）说：“这些动物产生两种类型的分泌物-一种主要在有毒的尾巴中发现，而头部则产生一种黏液，有助于在地球上爬行。”在圣保罗的Butantan学院。“因为凯撒人是研究最少的脊椎动物之一，所以它们的生物学是充满惊喜的黑匣子。”

此图显示了部分去除皮肤的头部，以显示嘴唇周围与牙齿相关的腺体。

“正在检查环状盲肠的粘膜腺体时，我偶然发现了一套从未描述过的更接近牙齿的腺体，”第一作者佩德罗·路易斯·梅洛·丰塔纳（Pedro Luiz Mailho-Fontana）说，他是该研究所结构生物学实验室的博士后。布坦丹学院。

Mailho-Fontana发现在上下颌中有一系列充满液体的小腺体，在每个牙齿的根部都开有长的导管。通过胚胎分析，他发现这些口腔腺体与盲肠皮肤中的粘液腺和毒物腺体起源于不同的组织。Mailho-Fontana说：“环状表皮形成的有毒的皮肤腺体来自表皮，但是这些口腔腺体是从牙齿组织发育而来的，这与我们在爬行动物的毒腺中发现的发育起源相同。”这标志着在两栖动物中首次发现这种腺体。

此图显示了上颌骨的前部，显示了与牙齿相关的腺体。

研究人员怀疑，环状的凯撒利亚人可能会利用这些蛇状口腔腺的分泌物使猎物失去能力。“由于凯撒族人没有胳膊或腿，所以嘴巴是他们唯一的狩猎工具，” Butantan研究所的进化生物学家玛塔·玛丽亚·安托尼亚齐（Marta Maria Antoniazzi）说。“我们相信，当它们咬下去时，它们就会激活口腔腺体，并且将特殊的生物分子整合到它们的分泌物中。

对环状凯撒勒犬口腔腺分泌物的初步化学分析发现，磷脂酶A2具有高活性，磷脂酶A2是有毒动物毒素中常见的蛋白质。Mailho-Fontana说：“磷脂酶A2蛋白在非有毒物种中并不常见，但我们确实在蜜蜂，黄蜂和许多爬行动物的毒液中发现了它。”实际上，在环状盲e中发现的磷脂酶A2的生物活性高于在响尾蛇中发现的磷脂酶A2的生物活性。尽管如此，仍需要更多的生化分析来确认腺体分泌物是否有毒。

如果未来的工作可以证实分泌物是有毒的，那么凯撒犬口腔腺体可能表明口腔毒液器官的早期进化设计。“与没有腺体，带有大量毒液的蛇不同，成环的凯撒利亚人有许多小腺体，体液很少。也许凯撒族人代表了一种更为原始的毒腺进化形式。蛇大约在1亿年前出现在白垩纪，但是凯撒人的年龄要大得多，大约有2.5亿年。”贾里德说。

很少有陆生脊椎动物群具有蛇状的身体，这项研究表明，无肢的身体计划与有毒的叮咬的进化之间可能存在联系。“对于蛇和凯撒族人来说，头部是探索环境，打架，吃饭和杀人的唯一单元，” Antoniazzi说。“一种理论认为，这些必需品可能会鼓励无肢动物中毒液的进化。”

阅读方言：它们可能不是蛇，但是这些两栖动物对本研究有更多的了解。

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参考：Pedro Luiz Mailho-Fontana，Marta Maria Antoniazzi，Cesar Alexandre，Daniel Carvalho Pimenta，Juliana Mozer Sciani，Edmund D. Brodie Jr.和Carlos Jared，“科学证据”，Pedro Luiz Mailho-Fontana，Marta Maria Antoniazzi，Cesar Alexandre，2020年7月3日，iScience。 DOI：
10.1016 / j.isci.2020.101234

这项工作得到了美国国家科学技术发展委员会（CNPq），圣保罗研究基金会（FAPESP）和巴西尼维尔上级人民政府协调委员会（CAPES）的支持。