鹦鹉螺壳形态组学揭示了组分边界处微观结构异质性与结构连续性并存

鹦鹉螺（Nautilus sp.）是一种早期分支的头足类动物。它保留了若干壳类共衍征，包括外部的平面螺旋状生物矿化壳。壳的复杂结构使其能够承受静水压力、调节浮力，并抵御外部危害。在本研究中，我们对两件成年博物馆藏壳标本中代表不同个体发育阶段的不同壳组分和区域的壳微观结构进行了全面考察。我们发现，鹦鹉螺壳由五种微观结构类型组成，即球粒状、棱柱状、珍珠层状、半棱柱状和不规则取向棱柱状结构；这些结构在单个壳组分内以层状构筑形式排列，并在整个壳体中协调组织为一个完整系统。我们的观察揭示了壳组分内部及不同壳组分之间不同微观结构的转换，以及单个壳组分内部的局部变异，例如背侧壳壁和腹侧壳壁的变异，这表明这些模式可能有助于提高壳的强度和整体力学性能。盲囊形态的变异表明，该结构可能具有发育可塑性，并受到相对宽松的结构约束。这些发现表明，鹦鹉螺壳是一个整合性的生物矿化系统，其中多样的微观结构跨壳组分组织排列，以满足功能需求，并提供生存所需的机械强度。

鹦鹉螺（Nautilus sp.）是一类早期分化的头足类动物。它保留了若干壳贝类共有衍征，包括外部的平面螺旋状生物矿化壳。壳体的复杂结构使其能够承受静水压力、调节浮力，并抵御外部危害。在本研究中，我们对两件成年博物馆藏壳标本中代表不同个体发育阶段的各壳体组成部分及不同区域的壳体微观结构进行了全面考察。我们发现，鹦鹉螺壳由五种微观结构类型组成，即球状晶体结构、棱柱状结构、珍珠层结构、半棱柱状结构和不规则取向的棱柱状结构；这些结构在单个壳体组成部分内部形成层状构造，并在整个壳体中彼此协调，构成一个整合系统。我们的观察揭示了壳体组成部分内部及不同组成部分之间不同微观结构的转变，以及单个组成部分内部的局部变异，例如背侧壳壁和腹侧壳壁中的变异，这表明这些模式可能有助于提高壳体强度和整体机械性能。盲囊形态的变异表明，该结构在发育上可能具有可塑性，并受到相对宽松的结构约束。这些发现表明，鹦鹉螺壳是一个整合的生物矿化系统，其中多样的微观结构跨越不同壳体组成部分进行组织，以满足功能需求，并提供生存所必需的机械强度。

📄 原文链接：https://www.biorxiv.org/content/10.64898/2026.07.31.742026v1?rss=1

🏷️ 鹦鹉螺壳 壳形态组学 生物矿化 微观结构 结构连续性 力学性能