非洲爪蛙的全新3D解剖图谱增强了对发育和变态过程的理解

使用高质量的X射线微断层扫描图像和 3D 重建来揭示胚胎发育和变态过程，以前所未有的细节呈现了非洲爪蟾的寿命。

现在，模型生物Xenopus laevis (非洲爪蛙)的 3D 解剖图谱已可供研究人员了解胚胎发育和变态——蝌蚪变成成年青蛙的有趣过程。缺乏此类数据极大地限制了评估和理解这些复杂过程的能力。为了增加研究人员、科学教育工作者甚至 3D 打印爱好者的访问和互动性，这些数据已被转换为可免费使用的可嵌入数字文件，可通过 Sketchfab 进行 3D 查看，并作为 Thingiverse 上的 3D 打印文件提供。这项工作以及所有可用数据已发表在《开放科学》杂志《GigaScience》上。

非洲爪蛙(Xenopus laevis)已成为一种易于理解且用途广泛的脊椎动物模型生物，可用于发育生物学和其他学科的研究，这是因为可以获得多种类型的数据：从二十世纪早期胚胎学领域的基础移植实验到当今使用高质量基因组测序技术的实验，这种易于繁殖的青蛙特别适合研究蝌蚪变成成熟青蛙时发生的巨大变化过程中的身体结构重组：这一过程称为变态。然而，为了进一步更好地了解这些过程，非常需要另一种类型的数据。G igaScience 研究的首席科学家、马萨里克大学(捷克共和国)的 Jakub Harnos 博士解释说：“在涵盖Xenopus晚期发育阶段的综合数据集的可用性方面存在显着差距”。详细

为了填补这一空白，研究团队现在提供了这些缺失的数据。作者使用 3D 成像技术 X 射线微断层扫描创建了解剖图谱，以更准确地描述X. laevis发育的多个阶段。通过对各个发育阶段的 3D 重建进行详细分析，作者可以精确定位从蝌蚪到幼蛙再到成熟成体的各个阶段解剖转变过程中发生的关键变化。

一个引人注目的例子是，青蛙眼睛在发育过程中的位置调整，以及这种变化的确切时间，这些变化可以通过这种新的高分辨率数据进行详细追踪。随着发育的进行，两眼之间的距离逐渐减小。作者 指出：“这种适应性与青蛙的生活策略非常吻合，青蛙从生活在水里的蝌蚪(眼睛长在侧面)过渡到成年后眼睛长在头顶，过着水下生活，让人想起鳄鱼。 ”

在变态过程中，青蛙的肠道也会经历显著的重塑。在 8 天的时间里，肠道会缩短约 75%，卷曲模式也会发生巨大变化——这个过程很难用其他方法研究，但研究人员可以通过 X 射线微断层扫描技术详细跟踪这个过程。新的 3D 图谱以高空间和时间分辨率展示了其他解剖事实，包括看到雄性和雌性青蛙之间的差异(雌性最终体型更大)，以及 X. laevis牙齿的非常微妙的位置，它们隐藏在上颌弓后面。

“我们的研究公开提供了所有 X 射线微断层扫描数据，使其他研究人员能够以前所未有的细节研究这一关键脊椎动物模型中的软组织和硬组织”，Harnos 博士强调道。

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