旧理论对皮兰山如何保持牙齿尖锐终于验证了新技术

这是一种CT扫描的Piranha Serrasalmus Medinai的图像。注意其胃中摄入的鱼鳍。

食人鱼鱼有一个强大的咬。他们的牙齿帮助他们穿过他们的猎物肉或刮掉岩石的肉，以补充他们的饮食。

几年前，科学家发现，食人鱼在嘴里的一侧失去了所有的牙齿，并发生了他们，大概是用全新的锋利的矛来取代钝的牙齿，以啃猎物。但没有博物馆标本已经表现出这个理论是真的，而且没有比拉兰的文件缺少整个牙齿。

在新技术的帮助下，由华盛顿大学领导的团队已经证实了食人鱼 - 以及他们的植物堂兄弟，瘀点 - 事实上，在他们的生活中多次失去了所有的牙齿。他们如何帮助解释为什么鱼类努力取代牙齿。

该研究结果于2019年8月26日发表，在日记进化和发展中。

“我想在某种意义上想到了一个解决问题的解决方案，这是一个明显的问题，但没有人在圣胡安岛上的UW星期五港口实验室的生物学和水生和渔业科学教授。

“牙齿形成一个锁定在一起的固体电池，并且它们在脸部的一侧立即丢失。新的牙齿将旧的牙齿佩戴为“帽子”，直到他们准备爆发。所以，即使他们不断用全新的尖锐牙齿替换暗牙，食人鱼也永远不会无牙。“

这是一个CT扫描的图像，左，红鼓起的皮拉兰（PyGocentrus nattereri）显示了一组下牙齿在现有牙齿以下生长。同一鱼的高级成像技术，右侧，在颌骨的底部和顶部都照亮更换牙齿。

研究人员团队加入了进化历史，鱼类和强大的成像技术的生物力学特性，将不太可能的故事丢失，并且瘀伤如何丢失和更换牙齿。凭借新的牙齿在翅膀中等待，鱼永远不会错过一整套珍珠白人。

一旦研究人员发现了牙齿的被替换，他们开始了解为什么鱼可能采用这种策略。使用先进的成像技术，他们能够清楚地看到各种鱼类样本内牙齿的轮廓和地形。他们发现每一侧的牙齿互锁在一起，在每个嘴里形成两个强块。

这是扫描电子显微镜成像，显示皮兰哈牙齿的互锁。

“当一颗牙齿磨损时，乔治华盛顿大学的博士后研究员才难以取代一个，”乔治华盛顿大学的博士后研究员，他们在星期五海港实验室开始夏天作为研究员。“一旦你把齿连接在一起，如果一个太多磨损，它就像装配线中的缺失链接一样。他们都必须以协调的方式共同努力。“

互锁牙齿可能有益于鱼，让他们在咀嚼时将压力分布在所有牙齿上。研究人员解释说，必须在他们的生活过程中失去一整套牙齿的权衡。

“用互锁牙齿，鱼类从一个锋利的牙齿脱颖而出，可以破裂螺母或通过肉体切割到整个电池的牙齿上，”UW生物学博士生，博士学生合作社博士科说。“在食人鱼和瘀点之间，牙齿如何锁定在一起，似乎涉及如何使用牙齿。”

扫描电子显微镜成像显示了盘PACU（Myloplus Schomburgkii）的下颌齿的互锁“扣环”机构的特写。

研究人员利用最先进的分析技术，详细审视数十种比拉氏菌和脓花。它们CT扫描93个不同物种的标本，数字化骨骼和结缔组织的高分辨率，3D检查。他们还染了鱼类的组织，看看牙齿如何发展和纳入关于每个物种的遗传信息，以彼此了解他们的进化关系。

“通过结合所有这些东西，我们对发生的事情进行了更全面的想法，”科恩说。

这些技术在他们检查的几乎每种食人鱼和PACU鱼的牙齿替代品明显。成像工具允许它们看看，在标本的肉眼之前看不到什么，牙齿行朝着现有的鱼的现有牙齿下面的表面。

此外，该项目涉及几十条鱼类标本的新信息，坐在全国自然历史博物馆的架子上。

“这项工作的动力出现了努力采取这些系列并提出新的学习鱼类生物学的方式，”Kolmann说。

另一位共同作者是弗吉尼亚州海洋科学研究所的凯瑟琳南部;莫拉维亚学院的爱尔兰人;乔治华盛顿大学的L. Patricia Hernandez。

该研究由国家科学基金会，国家卫生研究院，Clyde D.＆Lois W.Marlatt，Jr.奖学金和星期五港口实验室资助。

参考：“牙齿和后果：Piranhas和Pacus（Serrasalmidae）的异常和牙科替代品Matthew A. Kolmann，Karly E. Cohen，Katherine E. Bemis，Adam P. Summis，Frances J. Irish和L. Patricia Hernandez，2019年8月26日，进化与发展.doi：
10.1111 / EDE.12306