從具有性別特異性之組織發現恐龍與鳥類之間的奧秘

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1 從具有性別特異性之組織發現恐龍與鳥類之間的奧秘
Mary H. Schweitzer, Jennifer L. Wittmeyer, John R. Horner 范祐誠 在雌性鳥類中發現有某種特異性的 組織，此組織在眾多恐龍化石證據 中的骨髓內部具有同源性。 (本文以落磯山博物館內物種編號 1125 之暴龍為例) 此發現不僅確立 了恐龍與鳥類之間的演化關係，像 是有相似的生殖策略等，也提供我 們探究恐龍的一些線索。 暴龍與一般鳥類之外表樣貌看起來 有很大的差別，但從(圖2)觀察暴龍 骨髓內部的構造與其他鳥類的髓骨 在型態上很相似。 ˙未來研究方向與展望 髓骨以往是在卵生動物，骨骼重量 逐漸增加時一種新形式骨頭的生成 這時被發現。通常只存在於骨髓腔 內，這些骨髓腔有發達的血管系統 以及大量的血液流過而釋出鈣，因 此可藉此形成卵生動物卵之外殼。 如今這篇報導讓我們有證據說明鳥 類是從恐龍所演化而來，而非原先 所推測的爬蟲類。 另外由於這種髓骨只在某一性別的 鳥類上具有特異性，未來或許將可 藉此作為研究恐龍性別的指標。 ˙什麼骨頭這麼特別？ 髓骨(medullary bone)是種生命極短 位於骨髓腔內膜表面的組織，它在 雌性鳥類中經由荷爾蒙濃度升高引 發的刺激所製造。髓骨的結構很緊 實，且高度礦化以及血管化，是體 內鈣質需求時的重要來源。(圖1) ˙References 圖1. 鳥類骨頭的切面圖 (左：禽類，右：鴕鳥) 1.M. H. Schweitzer, J. L. Wittmeyer, J. R. Horner, J. A. Toporski, Science 307, 1952 (2005). 2. J. R. Horner, K. Padian, Proc. R. Soc. London Ser. B271, 1875 (2004). 3. T. Yamamoto, H. Nakamura, T. Tsuji, A. Hirata, Anat. Rec. 264, 25 (2001). 4. S. C. Miller, B. M. Bowman, Dev. Biol. 87, 52 (1981). 5. C. G. Dacke et al., J. Exp. Biol. 184, 63 (1993). 6. M. A. Bloom, L. V. Domm, A. V. Nalbandov, W. Bloom, Am. J. Anat. 102, 411 (1958). 7. T. G. Taylor, K. Simkiss, D. A. Stringer, in Physiology and Biochemistry of the Domestic Fowl (Volume 2), D. J. Bell, B. M. Freeman, Eds. (Academic Press, London, 1971), pp. 621–640. 8. E. Bonucci, G. Gherardi, Cell Tissue Res. 163, 81(1975). 9. A. Chinsamy, P. M. Barrett, J. Vertebr. Paleontol. 17, 450 (1997). 10. A. Ascenzi, C. Francois, D. S. Bocciarelli, J. Ultrastruct. Res. 8, 491 (1963). 11. T. Sugiyama, S. Kusuhara, Asian-Australas. J. Anim. Sci. 14, 82 (2001). 12. T. Ohashi, S. Kusuhara, K. Ishida, Br. Poult. Sci. 28, 727 (1987). 13. J. L. Arias, M. S. Fernandez, World’s Poult. Sci. J. 57, 349 (2001). 14. Materials and methods are available as supporting material on Science Online. 15. J. A. Gauthier, Mem. Calif. Acad. Sci. 8, 1 (1986). 16. L. M. Chiappe, Nature 378, 349 (1995). 17. K. Padian, L. M. Chiappe, Sci. Am. 278, 38 (1998). 18. J. Cracraft, J. A. Clarke, in New Perspectives on the Origin and Early Evolution of Birds. Proceedings of the International Symposium in Honor of J. H. Ostrom, J. Gauthier, L. F. Gall, Eds. (Special Publication of the Peabody Museum of Natural History, New Haven, CT, 2001), pp. 143–147. 19. A. Chinsamy, L. M. Chiappe, P. Dodson, Paleobiology 21, 561 (1995). 20. H. Schraer, S. J. Hunter, Comp. Biochem. Physiol. A82, 13 (1985). 21. C. C. Whitehead, Poult. Sci. 83, 193 (2004). 22. L. Knott, A. J. Bailey, Br. Poult. Sci. 40, 371 (1999). 23. D. M. Martill, M. J. Barker, C. G. Dacke, Nature 379, 778 (1996). 24. C. A. Forster, S. D. Sampson, L. M. Chiappe, D. W. Krause, Science 279, 1915 (1998). 25. P. C. Sereno, Annu. Rev. Earth Planet. Sci. 25, 435 (1997). 26. H. N. Bryant, A. P. Russell, Philos. Trans. R. Soc. London Ser. B 337, 405 (1992). 27. L. M. Witmer, in Functional Morphology in Vertebrate Paleontology, J. J. Thomason, Ed. (Cambridge Univ. Press, New York, 1995), pp. 19–33. 28. S. Wilson, B. H. Thorpe, Calcif. Tissue Int. 62, 506 (1998). 29. K. Carpenter, Ed., Eggs, Nests, and Baby Dinosaurs: A Look at Dinosaur Reproduction (Indiana Univ. Press, Bloomington, IN, 1999). 30. K. E. Mikhailov, Spec. Pap. Palaeontol. 56, 1 (1997). 31. M. H. Schweitzer, C. L. Marshall, J. Exp. Zoolog. Part B Mol. Dev. Evol. 291, 317 (2001). 32. T. Sato, Y. Chang, X. Wu, D. Zelenitsky, Y. Hsiao, Science 308, 375. 33. R. M. Elsey, C. S. Wink, Comp. Biochem. Biophys. 84A, 107 (1986). ˙超級比一比 (恐龍v.s.鳥類) 圖2. 不同物種髓骨的放大比較圖以及電子顯微掃描圖 (左：暴龍‧中：食火雞，右：鴕鳥)