Pattedyr er unikke på mange måder. Vi er varmblodige og smidige i forhold til vores reptil-slægtninge, men der er stadig en anden forskel. Det foreslår forskere Stephanie Pierce og Katrina Jones fra Harvard University Pattedyr er unikke på en anden måde: sammensætningen af vores rygsøjle. Forskningen er blevet offentliggjort i tidsskriftet Videnskab .
Ifølge Pierce, pattedyrsryggen er dybest set som en række perler på en snor, og hver perle repræsenterer en enkelt knogle, en hvirvel. "Hos de fleste firbenede dyr, såsom firben, ser og fungerer hvirvlerne det samme," siger forskeren.
Men ikke desto mindre, piggenes rygsøjler er forskellige. Forskellige sektioner eller områder af rygsøjlen, såsom nakke, bryst og lænd, tager meget forskellige former. De fungerer hver for sig og kan derfor tilpasses forskellige former for liv, såsom løb, flyvning, grave eller klatring.
Pattedyr: specialiserede kolonner
Mens pattedyrs rygsøjler er specialiserede, antages de underliggende regioner at være gamle og dateres tilbage til de tidligste landdyr. Pattedyr blev antaget at drage fuld fordel af eksisterende anatomiske tegninger. Den nye undersøgelse udfordrer imidlertid denne idé ved at se på fossilrekorden.
"Der er ingen dyr i live i dag, der registrerer overgangen fra en 'firben-lignende' forfader til et pattedyr.", Siger Jones. For at gøre det, siger han, skal du dykke ned i fossilrekorden og se på uddøde forstadier til pattedyr, de ikke-pattedyrs synapsider. Ikke-pattedyrs synapsider er nøglen til at forstå oprindelsen af specifikke egenskaber hos pattedyr, herunder rygsøjlen.
Kilde: Harvard University Museum of Comparative Zoology.
Rekonstruktion af Edaphosaurus, en primitiv pattedyrfader; dens lange rygsøjler danner et lys på ryggen.
Men at studere fossiler er ikke let. Jones siger i denne forbindelse, at fossiler er sjældne, og at det er utroligt sjældent at finde uddøde dyr med mere end 25 hvirvler i deres sted. For at løse dette problem samlede forskerne museumssamlinger rundt om i verden for at studere de bedst bevarede dyrefossiler, der levede for omkring 320 millioner år siden.
En tidlig ændring i rygraden hos pattedyr var et vigtigt første skridt i deres udvikling. Over tid, ændringer i rygsøjlen tillod pattedyr at udvikle sig til de utallige arter, vi kender i dag.
Udviklingen af rygsøjlen hos pattedyr
Forskergruppen undersøgte fossile rygrad samt mere end 1.000 ryghvirvler fra levende dyr, herunder mus, alligatorer, firben og padder. De ville finde ud af, om pattedyrs hvirvelområder var så gamle som tidligere antaget, eller om pattedyr lavede noget unikt.
"Hvis hvirvelregionerne var forblevet uændrede under hele evolutionen, som vi antager, ville vi forvente at se de samme regioner i ikke-pattedyrs synapsider, som vi ser i dag hos pattedyr", Siger Pierce. Men det ser ikke ud til at være tilfældet.
Da forskerne sammenlignede positionen og formen på hvirvlerne, fandt de noget overraskende. Rygsøjlen havde fået nye regioner under udviklingen af pattedyr. De tidligste ikke-pattedyrs synapsider havde færre regioner end levende pattedyr.
For omkring 250 millioner år siden udviklede en ny region sig nær skuldrene og forbenene. Dramatiske ændringer begyndte også at dukke op i forbenene på dyr kendt som ikke-pattedyrpeptider.
Forskere mener, at disse samtidige begivenheder sandsynligvis opstod i forbindelse med ændringer i, hvordan skabningerne gik og løb.
Det mener forskere der er en form for crossover -samtale under udviklingen mellem de væv, der udgør ryghvirvlerne og skulderbladet. De mener også, at denne interaktion resulterede i tilføjelse af en region nær skulderen, da forfædrenes forfædre udviklede sig til at erhverve nye former og funktioner.
Senere, en region opstod nær bækkenet. Ifølge forskerne er det sidstnævnte region, det grænseløse lændeområde, der synes at være bedst i stand til at tilpasse sig forskellige miljøer.
Det sidste trin i konstruktionen af pattedyrsryggen kan være relateret til ændringer i Hox -generne, vigtigt for regionerne i rygsøjlen tidligt i deres udvikling.
I denne forstand har forskere været i stand til at etablere forbindelser mellem ændringer i dyreskeletter og uddøde ideer inden for moderne udviklingsbiologi og genetik. "Denne kombinerede tilgang hjælper os med at forstå, hvad der gør et pattedyr til et pattedyr," slutter Jones.
