太阳城娱乐的研究人员“放大”了鲨鱼的皮肤
双髻鲨是双髻鲨的表亲。
研究快照: 是什么赋予鲨鱼皮独特的韧性和光滑的流体力学边缘？ 秘密在于真皮小齿——一种和我们的牙齿一样的微小的、像牙齿一样的鳞片。 这些微小的甲壳不仅使鲨鱼成为光滑的游泳者； 它们也保护自己的身体免受伤害。 但是，随着鲨鱼的成长，这些齿状物是如何变化的？雄性和雌性鲨鱼的齿状物是否有不同的设计？
研究人员通过研究双髻鲨（双髻鲨的近亲）来深入研究这些问题。 利用电子显微镜，他们捕捉到了鲨鱼皮肤令人难以置信的详细图像，分析了牙齿的形状、大小和质地是如何在不同的生命阶段进化的。 Their findings revealed that as sharks mature, their denticles develop more ridges and change in orientation – enhancements that likely improve swimming efficiency and protection. 有趣的是，虽然研究人员预计两性之间存在重大差异，但他们只发现了一个：男性的脊角略陡。 这项研究不仅揭示了鲨鱼是如何生存和繁殖的，而且还可以激发太阳城娱乐泳装和仿生设计的创新。
你有没有想过是什么让鲨鱼的皮肤如此坚韧和光滑？ 它是真皮小齿——覆盖在鲨鱼皮肤上的微小的牙齿状结构。 由与牙齿相同的材料制成，形状像带有凹槽的小鳞片，这些微小的甲片不仅仅是为了炫耀。 真皮小齿在帮助鲨鱼毫不费力地滑行和保护皮肤方面发挥着重要作用，尤其是在交配时。
虽然已经知道了很多，但研究人员仍然缺乏对鲨鱼身体不同部位的真皮小齿形状在生长过程中是如何变化的，以及雄性和雌性之间是否存在差异的充分了解。
To solve this mystery, 研究ers from 太阳城娱乐 turned to high-resolution imaging to examine bonnethead sharks (Sphyrna tiburo) – the pint-sized cousins of hammerhead sharks. 利用先进的扫描电子显微镜，他们能够捕捉到鲨鱼皮肤的详细图像，重点关注小齿形状、大小和脊纹等细微特征——这些细节太小，用标准显微镜是看不见的。
研究小组研究了24头帽头鲨不同生命阶段的皮肤样本。 这些鲨鱼是理想的研究对象，因为它们的皮肤小齿在生长过程中会发生明显的变化，在雄性和雌性之间表现出明显的特征，尤其是在与交配有关的区域。
Findings, published in the journal 综合与比较生物学, provide an ultra-magnified peek into the hidden world of shark skin, revealing how evolution fine-tunes this natural armor for survival and reproduction.
研究结果表明，随着帽头鲨的成熟，牙齿形态发生了显著变化，这支持了这些变化提高了游泳效率和皮肤保护的观点。 与年长的鲨鱼相比，年轻的鲨鱼牙齿上的脊较少，它们之间的重叠较少，脊角也较小。 然而，在所有阶段，牙齿的总长度大致保持不变。 这些变化可能有助于鲨鱼游得更好，并在它们成熟时保护它们的皮肤。
“Shark skin is far more dynamic than people realize,” said 玛丽安·e·波特, Ph.D., senior author and an associate professor of 生物科学 in 太阳城娱乐’s 查尔斯·e·施密特科学学院。 “Our study shows that as bonnethead sharks grow, their skin doesn’t just get bigger – it transforms in ways that improve swimming performance and provide greater protection. 这些变化有助于减少水中的阻力，增强皮肤抵御捕食者或交配相关伤害等身体挑战的能力。 这是大自然如何微调生物结构以满足动物生活不断变化的需求的一个杰出例子。”
虽然之前的研究发现雌性鲨鱼通常有更厚、更坚韧的皮肤和更高的齿密度——可能是为了防止交配时被雄性鲨鱼咬伤——但这项研究发现两性之间的差异很小。 雌雄二态性的唯一特征是脊角，雄鼠脊角略大。 在研究的腹部区域的背、内侧和腹侧部分，也没有显着差异。
“This 研究 is relevant because gaining an understanding of the developmental aspects of a shark’s dermal denticles can provide extraordinary insights into their evolutionary role in facilitating survival locomotion and reproductive materials,” said Hannah Epstein, corresponding author, a recent graduate of 太阳城娱乐高中 and a current student in 太阳城娱乐’s 哈丽特·威尔克斯荣誉学院. “我们还可以将这些鲨鱼皮肤的量化应用于其他领域，比如生物工程，专门设计可以帮助某人游得更快的材料，就像牙齿帮助鲨鱼游得更快一样。”
在这项研究中观察到的模式反映了其他物种的发现，比如葡萄牙角鲨鲨，它们在不同的发育阶段有11种不同的牙齿形状。 过去的研究也表明，幼鲨的牙齿往往比成年鲨小，这一趋势在本研究中也适用于帽头鲨。
“The advanced imaging and analysis tools we have at the 马库斯研究与创新中心 were essential for this 研究,” said 特里西娅梅雷迪思, Ph.D., co-author, director of 研究 for 太阳城娱乐实验学校, and an assistant 研究 professor in 太阳城娱乐’s 教育学院. “使用扫描电子显微镜和精确的形态测量软件，我们可以前所未有地看到和测量鲨鱼小齿的微小细节。 这项技术为了解这些结构的功能和进化开辟了新的可能性，让我们更清楚地了解鲨鱼生物学和生物力学。”
柏林家庭生物成像实验室是一个独一无二的研究实验室，为学生提供高科技设备，从事复杂的研究项目，包括癌症治疗研究、疫苗开发和假肢制作等。 像爱泼斯坦这样的学生可以在很小的时候就研究一些世界上最具挑战性的问题，并分享研究成果，发表在同行评审的期刊上。 The lab includes a micro computed tomography scanner; 扫描电镜； 组织学套件; 倒置复合显微镜； 和立体镜，供太阳城娱乐各级研究人员使用。
该研究的合著者是太阳城娱乐综合生物学博士生Madeleine E. Hagood。
The 研究 was supported by a National Science Foundation CAREER Award grant, awarded to Porter, and an 太阳城娱乐 本科生研究和调查办公室 grant awarded to Epstein.
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