鳍足类——包括海豹、海狮和海象在内的一组——是相对较新的海洋哺乳动物，它们从陆地食肉动物进化而来，并重新进入海洋环境。他们最近对两栖生活方式的适应使得贝勒大学研究员、生物学助理教授 Sarah Kienle 博士对他们的进化解剖学特别感兴趣。
“我对动物在水下进食的方式很着迷，”Kienle 说。“重新入侵海洋环境的哺乳动物——鲸鱼、海豚、鳍足类动物、海獭和北极熊——都是食肉动物，在进入水环境时会采用相同的摄食策略。你还会得到吸食和吸食的重复进化。滤食。看到这些独立的谱系都采用相似的摄食策略——吸食、咬食和滤食——真是太神奇了。”
Kienle 最近领导了一项发表在《解剖学杂志》上的研究，比较了鳍状颅面肌肉组织及其在水生喂养中的潜在作用。
“我有兴趣研究这些不同的面部肌肉如何在不同的水生喂养策略中发挥作用。我正在研究头骨形态，看看是否有喂养的形态特化，这自动导致了肌肉是什么的问题看起来像?” 金乐说。
关于鳍肢颅面肌肉骨骼系统及其在水生摄食中的功能的数据很少。事实上，Kienle 的研究为进一步研究鳍足类动物及其功能形态的进化提供了基础数据。
“研究的第一部分令人惊讶，因为没有进行这些解剖的参考材料。没有详细说明肌肉应该是什么样子，”Kienle 说。“我知道，粗略地说，他们应该有一个咬肌(一种面部肌肉，在咀嚼时可以打开和关闭下颚)，但它在鳍足类动物中的具体样子并不清楚。前几次解剖，我没有不知道除了一些一般的肌肉之外还有什么肌肉。有一段时间，我们会写一个小标签，上面写着‘神秘肌肉’，上面有一个问号，直到我们弄清楚它是什么。”
研究人员对 6 种鳍足类动物的 35 个标本进行了解剖解剖——胡须海豹、加利福尼亚海狮、斑海豹、北象海豹、环斑海豹和威德尔海豹。通过解剖，描述了32条鳍状颅面肌肉，包括面部表情、咀嚼、舌头、舌骨和软腭肌肉。
“看到不同物种中存在和不存在的东西很有趣。我进入这项研究时认为，鳍足类动物之间会非常连续 - 物种会存在相同的肌肉。情况并非总是如此，”Kienle 说。
虽然鳍足类动物广泛符合哺乳动物的颅面肌肉组织模式，但它们也表现出独特的肌肉骨骼形态。可以在肌肉位置、附件和大小上看到差异，并且可能代表对不同水生饲养策略的适应性。
胡须海豹和北象海豹是吸食专家，咬肌比咬肌大得多。此外，与其他鳍足类物种相比，北象海豹具有大而独特的舌头和舌骨肌肉形态。相比之下，咬人的物种，如加利福尼亚海狮、港海豹、环斑海豹和威德尔海豹，并没有表现出一致的颅面肌肉骨骼适应性，这将它们与吸食者区分开来。
“鳍足类动物作为一个整体来说是通才，而且非常投机取巧，这对它们适应不断变化的环境来说是件好事，它们过去和现在都在这样做，”Kienle 说。“从进化的角度来看，你期望密切相关的物种比远亲的物种更相似。也许生态压力比进化史更能推动肌肉解剖。”
研究人员指出，鳍足类动物强大的面部形态使它们能够根据环境背景切换进食策略。这种技能对于在多变且快速变化的水下栖息地中的生存至关重要。
研究人员利用对其他各种哺乳动物的研究来帮助区分颅面肌肉及其用途。Kienle 说，除了人类之外，关于哺乳动物颅面肌肉组织的现有数据也很难找到。
“我发现我们对这些巨大的海洋食肉动物的内部解剖结构知之甚少，这真是令人着迷。这是最让我惊讶的事情。我很震惊，我们对整个哺乳动物的内部结构知之甚少，”她说. “这是提供了一个基础的比较研究。以前的工作确实是孤立和多样的。这是第一项比较多个物种的研究，以查看所有这些不同群体中的一致性和差异性。我认为这会自动打开大门进行更多研究。”