莱斯大学生物科学助理教授科里·埃文斯( Kory Evans )获得了著名的国家科学基金会职业奖，以研究棘鳍鱼 ( Acantomorpha ) 在其进化过程中头骨的形状变化历史。
每年仅向所有学科的约 500 名教职员工提供极具竞争力的补助金，以支持有潜力成为学术榜样和研究和教育领导者的早期职业教职员工。
为期五年的 1,125,190 美元奖金将支持 Evans 对 3 亿年历史中棘形动物头骨形状变化的调查。该研究将研究模块化——不同部分形成一个功能整体的能力——如何参与这种复杂生物结构的进化，这些知识可以促进对其他复杂结构形状变化的理解，并为他们的研究提供一个框架。
“鱼头骨实际上是地球上最复杂的生物结构之一，”埃文斯说。“它由 100 多块骨头组成，这些骨头都相互连接，并且它们都可以相对移动。这是一个非常复杂的结构，我一直有的问题之一是这种形态上的复杂性是如何产生的?”
棘鳍鳍鱼是当今水生生态系统的主要组成部分，也是最多样化的动物群之一，占现代脊椎动物物种多样性的 25% 以上。“如果你在珊瑚礁上浮潜，你看到的许多鱼都是刺鳍鱼或棘形动物，”埃文斯说。
以前研究脊椎动物骨骼进化的研究通常一次只关注一根骨头。在哺乳动物中，头骨结构相当紧凑，只有很少的关节骨，这种方法不会破坏进化研究提供的洞察力。然而，鱼类却并非如此，因为它们的颅骨结构与哺乳动物的非常不同。
“因为鱼头骨中有很多骨头，研究形状变化真的很有挑战性，”埃文斯说。“到目前为止，我们通过初步研究发现，头骨的不同区域将相互共同进化，并且在整个进化过程中比头骨的其他区域更紧密地联系在一起，例如，颌骨往往会一起进化。”
换句话说，例如，一旦颌骨发生变化，与相同功能(例如进食)相关的其他骨骼也可能发生类似变化。然而，鱼头骨下颌区域的变化可能不会触发其他区域的变化，例如头骨后部或眼部区域。
“我们要问的一个问题是，是什么驱动了头骨的这种亚区室化?” 埃文斯说。“这是由于发育起源，意思是由于相关区域的骨骼在成熟过程中起源于同一细胞群彼此靠近吗?或者是驱动这些分组的功能?那么，如果这些特征组合在一起使用，它们会一起进化吗?”
由于具有如此多运动部件的结构给数学建模带来了独特的问题，因此找到这个问题的答案变得更加复杂。“我们需要一种非常复杂的数学方法来解释位置的所有变化，这对 3D 鱼类形态来说是一个巨大的障碍，”埃文斯说。“我的实验室与芝加哥大学的一个实验室合作，想出了一种方法来做到这一点，这使我们能够一次观察整个头骨，而不是必须单独检查每块骨头，”他说。
除研究外，职业奖还包括为教育和公共外展活动提供资金。“我们对此感到非常兴奋，”埃文斯说。“有两个教育组成部分。第一个组成部分将在我的动物多样性课程中添加一个新模块，该模块将涉及处理项目中收集的 CT 扫描。我们将为头骨的所有单独骨骼着色和标记，为一个家族中的每个鱼头骨制作在线解剖指南，”埃文斯说。
这项工作的成果将对公众知识做出重大贡献，并具有文化和历史意义。该项目的第二个公共外展部分涉及在初级和社区大学校园群中教授海洋生物学课程。“我们将邀请两名学生在暑假期间加入我们的实验室，开展一项本科生研究项目，收集数据并在会议上展示他们的成果，”埃文斯说。
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