Pattedyr er unike på mange måter. Vi er varmblodige og smidige sammenlignet med slektningene til reptilene våre, men det er enda en forskjell. Det foreslår forskere Stephanie Pierce og Katrina Jones fra Harvard University Pattedyr er unike på en måte: sammensetningen av ryggraden. Forskningen er publisert i tidsskriftet Vitenskap .
I følge Pierce, pattedyrsryggen er i utgangspunktet som en serie perler på en snor, og hver perle representerer et enkelt bein, en virvel. "Hos de fleste firbeinte dyr, for eksempel øgler, ser og fungerer ryggvirvlene det samme," sier forskeren.
Men uansett, ryggraden til pattedyr er forskjellige. Ulike seksjoner eller områder av ryggraden, for eksempel nakke, bryst og nedre del av ryggen, tar veldig forskjellige former. De fungerer hver for seg og kan derfor tilpasses forskjellige former for liv, for eksempel løping, flyging, graving eller klatring.
Pattedyr: spesialiserte kolonner
Mens pattedyrs pigger er spesialiserte, antas de underliggende regionene å være gamle og dateres tilbake til de tidligste landdyrene. Pattedyr ble antatt å dra full nytte av eksisterende anatomiske tegninger. Den nye studien utfordrer imidlertid denne ideen ved å se på fossilrekorden.
"Det er ingen dyr som lever i dag som registrerer overgangen fra en" øgle-lignende "stamfar til et pattedyr.", Sier Jones. For å gjøre det, sier han, må du dykke ned i fossilrekorden og se på de utdødde forløperne til pattedyr, de ikke-pattedyrs synapsider. Ikke-pattedyrs synapsider er nøkkelen til å forstå opprinnelsen til spesifikke egenskaper hos pattedyr, inkludert ryggraden.
Kilde: Harvard University Museum of Comparative Zoology.
Rekonstruksjon av Edaphosaurus, en primitiv forfedre fra pattedyr; dens lange pigger danner et lys på ryggen.
Men å studere fossiler er ikke lett. Jones sier i denne forbindelse at fossiler er sjeldne, og at det er utrolig sjeldent å finne utdødde dyr med mer enn 25 ryggvirvler i stedet. For å løse dette problemet samlet forskerne museumssamlinger rundt om i verden for å studere de best bevarte dyrefossilene som levde for rundt 320 millioner år siden.
En tidlig endring i ryggradene til pattedyr var et viktig første skritt i deres utvikling. Over tid, endringer i ryggraden tillot pattedyr å utvikle seg til de utallige artene vi kjenner i dag.
Utviklingen av ryggraden hos pattedyr
Forskerteamet undersøkte fossile ryggrader, i tillegg til mer enn 1000 ryggvirvler fra levende dyr, inkludert mus, alligatorer, øgler og amfibier. De ville finne ut om virveldyrene til pattedyr var så gamle som tidligere antatt, eller om pattedyr gjorde noe unikt.
"Hvis vertebrale regioner hadde forblitt uendret gjennom evolusjonen, som antatt, ville vi forvente å se de samme regionene i ikke-pattedyrs synapsider som vi ser i dag hos pattedyr", Sier Pierce. Men det ser ikke ut til å være tilfelle.
Da forskerne sammenlignet posisjonen og formen på ryggvirvlene, fant de noe overraskende. Ryggraden hadde fått nye regioner under utviklingen av pattedyr. De tidligste ikke-pattedyrs synapsidene hadde færre regioner enn levende pattedyr.
For rundt 250 millioner år siden utviklet en ny region seg nær skuldrene og forbena. Dramatiske endringer begynte også å dukke opp i forbenene til dyr kjent som peptider som ikke er pattedyr.
Forskere tror at disse samtidige hendelsene sannsynligvis skjedde i forbindelse med endringer i hvordan skapningene gikk og løp.
Det mener forskere det er en slags crossover -samtale under utvikling mellom vevene som utgjør ryggvirvlene og skulderbladet. De tror også at denne interaksjonen resulterte i tillegg av en region nær skulderen ettersom forbenene til våre forfedre utviklet seg til å tilegne seg nye former og funksjoner.
Seinere, en region dukket opp nær bekkenet. Ifølge forskerne er det den sistnevnte regionen, den kantløse korsryggen, som ser ut til å være i stand til å tilpasse seg best mulig til forskjellige miljøer.
Det siste trinnet i konstruksjonen av pattedyrsryggen kan være relatert til endringer i Hox -genene, viktig for områdene i ryggraden tidlig i utviklingen.
På denne måten har forskere kunnet etablere sammenhenger mellom endringer i dyreskjeletter og utdødde ideer innen moderne utviklingsbiologi og genetikk. "Denne kombinerte tilnærmingen hjelper oss å forstå hva som gjør et pattedyr til et pattedyr," avslutter Jones.
