Žinduoliai yra unikalūs daugeliu atžvilgių. Mes esame šiltakraujiški ir judrūs, palyginti su mūsų reptilijų giminaičiais, tačiau yra dar vienas skirtumas. Tyrėjai Stephanie Pierce ir Katrina Jones iš Harvardo universiteto siūlo tai daryti Žinduoliai yra unikalūs dar vienu būdu: mūsų stuburo sudėtimi. Tyrimas buvo paskelbtas žurnale Mokslas .
Pasak Pierce, žinduolių stuburas iš esmės yra tarsi karoliukų serija ant virvelės, ir kiekvienas karoliukas reiškia vieną kaulą, slankstelį. „Daugumos keturkojų, pavyzdžiui, driežų, slanksteliai atrodo ir veikia vienodai“,-sako tyrėjas.
Tačiau, žinduolių stuburai yra skirtingi. Skirtingos stuburo dalys ar sritys, tokios kaip kaklas, krūtinė ir apatinė nugaros dalis, yra labai skirtingų formų. Jie veikia atskirai, todėl gali būti pritaikyti įvairioms gyvenimo formoms, tokioms kaip bėgimas, skraidymas, kasimas ar laipiojimas.
Žinduoliai: specializuotos kolonos
Nors žinduolių stuburai yra specializuoti, pagrindiniai regionai buvo laikomi senoviniais ir datuojami ankstyviausiais sausumos gyvūnais. Buvo tikima, kad žinduoliai visiškai išnaudoja esamus anatominius brėžinius. Tačiau naujas tyrimas ginčija šią idėją, žiūrėdamas į iškastinį įrašą.
„Šiandien nėra gyvų gyvūnų, kurie užfiksuotų perėjimą iš„ į driežą panašaus “protėvio į žinduolį“., Jonesas sako. Kad tai padarytų, anot jo, reikia pasinerti į iškastinį įrašą ir pažvelgti į išnykusias žinduolių pirmtakes, ne žinduolių sinapsidus. Ne žinduolių sinapsidai yra raktas į supratimą apie žinduolių, įskaitant stuburą, specifinių savybių kilmę.
Šaltinis: Harvardo universiteto lyginamosios zoologijos muziejus.
Rekonstrukcija Edaphosaurus, primityvus žinduolių protėvis; jo ilgi stuburai sudaro žvakę ant nugaros.
Tačiau ištirti fosilijas nėra lengva. Jonesas šiuo klausimu sako, kad fosilijos yra retos, o išnykusių gyvūnų, kurių vietoje yra daugiau nei 25 slanksteliai, rasti neįtikėtinai retai. Norėdami išspręsti šią problemą, mokslininkai surinko muziejų kolekcijas visame pasaulyje, kad ištirtų geriausiai išlikusias gyvūnų fosilijas, gyvenusias maždaug prieš 320 milijonų metų.
Ankstyvas žinduolių stuburo pasikeitimas buvo svarbus pirmasis jų evoliucijos žingsnis. Su laiku, stuburo pokyčiai leido žinduoliams išsivystyti į daugybę šiandien žinomų rūšių.
Žinduolių stuburo raida
Tyrimo grupė ištyrė iškastinius stuburus, taip pat daugiau nei 1000 gyvų gyvūnų slankstelių, įskaitant peles, aligatorius, driežus ir varliagyvius. Jie norėjo išsiaiškinti, ar žinduolių slankstelių regionai yra tokie seni, kaip manyta anksčiau, ar žinduoliai daro kažką unikalaus.
„Jei slankstelių regionai evoliucijos metu išliktų nepakitę, kaip buvo hipotezė, mes tikimės pamatyti tuos pačius regionus ne žinduolių sinapsidėse, kuriuos šiandien matome žinduoliuose“., Pierce sako. Bet atrodo, kad taip nėra.
Kai tyrėjai palygino slankstelių padėtį ir formą, jie rado kažką stebina. Žinduolių evoliucijos metu stuburas įgijo naujų regionų. Ankstyviausios ne žinduolių sinapsidės turėjo mažiau regionų nei gyvi žinduoliai.
Maždaug prieš 250 milijonų metų šalia pečių ir priekinių kojų atsirado naujas regionas. Dramatiški pokyčiai taip pat pradėjo atsirasti gyvūnų, žinomų kaip ne žinduolių peptidai, priekinėse galūnėse.
Mokslininkai mano, kad šie vienu metu vykstantys įvykiai greičiausiai įvyko kartu su būtybių vaikščiojimo ir bėgimo pokyčiais.
Mokslininkai tuo tiki vystymosi metu vyksta tam tikras kryžminis pokalbis tarp audinių, sudarančių slankstelius ir mentės. Jie taip pat mano, kad dėl šios sąveikos buvo pridėtas regionas šalia peties, kai mūsų protėvių priekinės galūnės vystėsi, kad įgautų naujų formų ir funkcijų.
Vėliau, netoli dubens atsirado regionas. Mokslininkų teigimu, būtent pastarasis regionas, juosmens sritis be sienų, atrodo, gali geriausiai prisitaikyti prie skirtingų aplinkų.
Paskutinis žinduolių stuburo konstravimo žingsnis gali būti susijęs su Hox genų pokyčiais, svarbūs stuburo regionams jų vystymosi pradžioje.
Šia prasme mokslininkai sugebėjo užmegzti ryšius tarp gyvūnų skeletų pokyčių ir išnykusių šiuolaikinės vystymosi biologijos ir genetikos idėjų. „Šis bendras metodas padeda mums suprasti, kas daro žinduolį žinduoliu“, - daro išvadą Jonesas.
