Pattedyr er unike på mange måter. Vi er varmblodige og smidige sammenlignet med våre reptilslektninger, men det er fortsatt en annen forskjell. Forskerne Stephanie Pierce og Katrina Jones fra Harvard University antyder at pattedyr er unike på en annen måte: sammensetningen av ryggradene våre. Forskningen er publisert i tidsskriftet Science .
Ifølge Pierce er pattedyrsryggraden i utgangspunktet som en serie med perler på en snor, der hver perle representerer et enkelt bein, en ryggvirvel. – Hos de fleste firbente dyr, som øgler, ser og fungerer ryggvirvlene på samme måte, sier forskeren.
Rygger hos pattedyr er imidlertid forskjellige. Ulike deler eller regioner av ryggraden, som nakke, thorax og korsrygg, antar svært forskjellige former. De fungerer separat og kan derfor tilpasse seg ulike livsstiler, som å løpe, fly, grave eller klatre.
Pattedyr: spesialiserte kolonner
Mens pattedyrrygger er spesialiserte, ble regionene under dem antatt å være eldgamle, og dateres tilbake til de tidligste landdyrene. Pattedyr ble antatt å ha gjort mest mulig ut av eksisterende anatomiske tegninger. Den nye studien utfordrer imidlertid denne ideen ved å se på fossilrekorden.
" Det er ingen dyr i live i dag som registrerer overgangen fra en 'øglelignende' stamfar til et pattedyr," sier Jones. For å gjøre det, sier han, må du dykke ned i fossilregistrene og se på de utdødde forløperne til pattedyr, synapsidene som ikke er pattedyr.Ikke-pattedyrsynapsider har nøkkelen til å forstå opprinnelsen til pattedyrspesifikke trekk, inkludert ryggsøylen.
Rekonstruksjon av Edaphosaurus, en primitiv pattedyrforfedre; dens lange rygger danner et seil på ryggen.
Men å studere fossiler er ikke lett. Jones sier i denne forbindelse at fossiler er knappe, og at det er utrolig sjeldent å finne utdødde dyr med mer enn 25 ryggvirvler på plass. For å løse dette problemet, samlet forskere museumssamlinger rundt om i verden for å studere de best bevarte fossilene av dyr som levde for rundt 320 millioner år siden.
En tidlig endring i ryggsøylene til pattedyr var et viktig første skritt i deres utvikling. Over tid tillot endringer i ryggsøylen pattedyr å utvikle seg til de utallige artene vi kjenner i dag.
Evolusjon av ryggraden hos pattedyr
Forskerteamet undersøkte fossile ryggsøyler, samt mer enn 1000 ryggvirvler fra levende dyr, inkludert mus, alligatorer, øgler og amfibier. De ønsket å finne ut om ryggvirvelområdene til pattedyr var så gamle som man trodde, eller om pattedyr gjorde noe unikt.
" Hvis ryggvirvelområdene hadde forblitt uendret gjennom evolusjonen, som hypotesen, ville vi forvente å se de samme områdene i ikke-pattedyrsynapsider som vi ser i dag hos pattedyr," sier Pierce. Men det ser ikke ut til å være tilfelle.
Da forskerne sammenlignet posisjonen og formen til ryggvirvlene, fant de noe overraskende. Virvelsøylen hadde fått nye regioner under utviklingen av pattedyr. Tidlige ikke-pattedyrsynapsider hadde færre regioner enn levende pattedyr.
For omtrent 250 millioner år siden utviklet det seg en ny region nær skuldrene og forbena. Dramatiske endringer begynte også å vises i forbenene til dyr kjent som ikke-pattedyrpeptider.
Forskere tror at disse samtidige hendelsene sannsynligvis skjedde i forbindelse med endringer i hvordan skapningene gikk og løp.
Forskere tror det er en slags krysstale under utviklingen mellom vevet som utgjør ryggvirvlene og skulderbladet. De tror også at denne interaksjonen resulterte i at det ble lagt til en region nær skulderen ettersom forlemmene til våre forfedre utviklet seg til å anta nye former og funksjoner.
Senere dukket det opp en region nær bekkenet. Ifølge forskerne er det denne siste regionen, den kantløse korsryggen, som ser ut til å kunne tilpasse seg best til ulike miljøer.
Det siste trinnet i konstruksjonen av ryggvirvelsøylen hos pattedyr kan være relatert til endringer i Hox-gener, viktige for regioner av ryggvirvelsøylen tidlig i utviklingen.
I denne forbindelse har forskere vært i stand til å trekke sammenhenger mellom endringer i dyreskjeletter og utdødde ideer i moderne utviklingsbiologi og genetikk. "Denne kombinerte tilnærmingen hjelper oss å forstå hva som gjør et pattedyr til et pattedyr," konkluderer Jones.
