在鱼身上发现了“颈部状”的椎体运动

利物浦大学的一名研究人员发现，尽管鱼类的解剖结构与人类和其他陆生脊椎动物不同，但它们的脊椎可以弯曲并向上抬起。
今天发表在《英国皇家学会学报B:生物科学》(Proceeings of The Royal Society B: Biological Sciences)上的一篇论文《鱼的颈部脊椎运动》(A neck-like motion in fish)揭示了这项研究的发现。
该研究的作者艾瑞尔·L·坎普博士利用x射线视频和数字动画测量了虹鳟鱼和襞鱼的脊椎运动。
她说:“这些鱼不像人类那样只使用头部后面的脊椎关节，而是在抬起头吃东西时弯曲多达三分之二的脊椎。”这幅图显示了鱼类在游泳和进食时脊柱的三维移动，这有助于我们理解脊椎动物脊柱的进化，特别是颈部脊椎动物。
“四足动物(四足动物)用它们的脖子来相对于身体和四肢三维移动头部。鱼类没有这种解剖结构上的颈部，但在进食过程中，物种会抬起头部相对于身体。颅骨抬高被认为是由于作为颈部的颅椎关节和颅椎间关节通过背侧旋转(伸展)而引起的。然而，由于难以在体内观察和测量椎体运动，这从未被测试过。我用x射线重建运动形态来测量虹鳟鱼和康门森蛙在进食过程中的三维脊椎运动学。
“尽管在形态上有显著不同，但在这两个物种中，背腹向旋转的范围远远超出了颅椎关节和颅椎间关节。鳟鱼结合小的(大多数小于3°)背部旋转多达三分之一的椎间关节，以抬高神经头盖骨。襞鱼使用非常大的颅椎关节和第一椎间关节旋转(通常为20-30°)，但在颅骨抬高时，三分之二的脊柱发生较小的旋转。与四足动物不同的是，鱼类通过旋转脊柱的大部分区域来旋转头部。这表明，要理解非四足动物是如何在头-体界面控制运动的，应该同时考虑到颅骨和更多的尾椎骨。”
这项工作得到了UKRI生物技术和生物科学研究委员会和美国国家科学基金会的支持。
阿里尔·L·坎普(Ariel L Camp)博士是利物浦大学BBSRC发现研究员。她的研究考察了动物的运动方式:它们的肌肉和骨骼如何协同工作，产生像飞行一样非凡的动作，或像呼吸一样常见的动作。具体来说，她专注于头部和身体之间的接口:颈部，研究它的形状，并使用慢动作视频、x射线图像和数字动画等工具在3D中记录它是如何移动的。研究结果揭示了动物进化的历史模式，也为那些想要制造移动机器或仅仅是想要改善我们移动身体方式的人类设计师提供了灵感。