A kutatók megdöntenek egy régóta fennálló hipotézist:

Az emlősök ősei valójában

a maguk egyedi útját járták

 

 

 

TÁRGYKÖRÖK:

Evolution

Harvard University

Paleontology

Popular

 

 

A HARVARD EGYETEM

SZERVES ÉS EVOLÚCIÓBIOLÓGIAI INTÉZETE 

2021. MÁRCIUS 9.

 

 

Forrás:

Scitechdaily.com/researchers-overturn-long-standing-hypothesis

 

Fordította: Konkoly Dávid

 

 

Edaphosaurus csontváz

 

A korai nem-emlős szinapszida csontvázáról készült fotó (az ősi emlősök rokona). Egy kiállított Edaphosaurus a Natural History Field Múzeumában. Ken Angielczyk fotója.

 

 

 

A kutatók megdöntik azt a régóta fennálló hipotézist, amely szerint az emlősök ősei úgy mozogtak, mint a mai gyíkok, és felfedezik, hogy az emlősök hátgerincének evolúciója mögött sokkal több van.

 

A hátgerinc az emlősök helyváltoztatásának sokoldalú eszköze. Sokféle módon tud funkcionálni, és ez lehetővé teszi az emlősök számára, hogy mozgásuk jelentős változatosságot mutasson. Tudnak: 

• futni, 
• úszni, 
• mászni és 
• repülni, részben a gerincoszlopuk kiterjedt átalakulásának köszönhetően, amely durván 320 millió évnyi evolúció során zajlott le.

 

Minden  anatómiai tankönyvben megtalálható az a régóta fennálló hipotézis, hogy az emlősök  nyílirányú (fel és le) mozdulatokra különlegesen alkalmas hátgerincének evolúciója egy olyan gerincből fejlődött ki, amely a ma is élő hüllőkéhez hasonlóan funkcionált, mert laterálisan (oldalirányban) mozgott. Ez az úgynevezett „a laterálistól a szagittálison át” vezető átalakulás teljes egészében a nem-emlős szinapszidák, az emlősök kihalt előfutárai és a mai gyíkok közötti felszínes hasonlóságokon alapul.

 

Egy 2021. március 2-án, a Current Biology című tudományos folyóiratban megjelent tanulmányban, a Harvard Egyetem által vezetett kutatók egy csoportja megkérdőjelezi „a laterálistól a szagittálison át” vezető átalakulás hipotézisét azzal, hogy az élő és kihalt magzatburkosok (hüllők, emlősök és kihalt rokonaik) széles mintáján méréseket végeznek a csigolyaformákon. A legújabb technológia használatával feltérképezik, hogy a formára gyakorolt evolúciós változások milyen hatásokat gyakorolnak a gerincoszlop működésére és bemutatják, hogy a nem-emlős szinapszidák a gerincüket olyan módon mozgatták, amely kifejezetten a sajátjuk volt és meglehetősen eltér bármely élő állatétól.

 

A kutatócsoport, amelynek az első vezetője Katrina E. Jones volt, aki a Harvard Egyetem Szerves-és Evolúcióbiológiai Részlegének korábbi posztdoktori kutatója, azt találta, hogy a nyílirányú görbület mértéke emelkedik az emlősök evolúciója során, a korai szinapszidák hátgerincei merevségre optimalizálódtak, és az emlősökké történő evolúciós átalakulás nem foglal magában olyan fázist, amelyet a hüllőszerű oldalsó hajlítás jellemez. Ehelyett azt fedezték fel, hogy a mai gyíkok és más hüllők olyan különleges gerincmorfológiával és funkcióval rendelkeznek, amelyek nem mutatnak ősi mozgásformát, valamint azt, hogy az emlősök legkorábbi ősei nem gyíkszerűen mozogtak, mint ahogy azt korábban tudósok állították.

 

 

„Túlságosan le van egyszerűsítve az a régóta fennálló elképzelés, hogy az emlősök evolúciója közvetlenül vezetett a laterálistól a szagittális görbületig” – állítja Stephanie Pierce rangidős szerző, aki a, Szerves- és Evolúcióbiológia Tanszéken a Thomas D. Cabot docensi cím birtokosa és a Harvard Egyetem Összehasonlító Zoológia Múzeumának gerinces paleontológiájának kurátora. „A gyíkok és az emlősök több millió évvel ezelőtt váltak el egymástól, és mindegyikük a saját evolúciós útját járja. Azt mutatjuk be, hogy az élő gyíkok nem mutatnak fel semmi olyan típusú ősi morfológiát vagy funkciót, amelyen ez a két csoport osztozhatott annak idején.”

 

Ken Angielczyk társszerző, a Macarthur kurátori cím birtokosa az ősemlősök kutatásának területén, a Negaunee Integrative Research Center munkatársa a Field Museum of Natural History nevű intézményben, szintén kifejezte egyetértését: 

„A hüllők ugyanannyi ideig fejlődtek, mint az emlősök, és ezért a hüllőknek ugyanannyi idejük volt arra, hogy a  változások és az elkülönült fejlődési irányok összeadódjanak. Ha megnézed egy mai gyík vagy krokodil gerincét, akkor ezek gerince nagyon eltér az emlősök és hüllők korai őseiétől, amelyek mintegy 300 millió évvel ezelőtt egyidőben éltek. Az élő emlősök és a hüllők is a maguk specializációs csomagját halmozták fel az evolúciós idő alatt.”

 

 

 

1. Laterális-szagittális: az ábra összehasonlítja annak a gyíknak a hátmozgásait, amely elsősorban laterális (oldalazó) mozgásokat végez, és egy emlőst, amely szagittális (fel-le) mozgásokat végez futás közben. Stephanie Smith ábrái. 

 

2. A Thrinaxodon-rejtély: a Thrinaxodon – az emlősök kihalt előfutára –  élethű rekonstrukciója bemutatja, hogy a hátgerinc hogyan állt össze az evolúciós idő alatt. Az illusztráció szerzői jogának tulajdonosa April Neander.

 

Hivatkozások:

1. Stephanie Smith ábrái.

2. April Neander ábrája

 

 

Jones és a társszerzők, ideértve a korábban a Harvardon végzett hallgatót, Blake Dicksont, PhD ’20, a hüllők, az emlősök, a szalamandrák és néhány fosszilis nem-emlős szinapszida gerincformáinak méréseivel kezdték meg a munkát. A minták a világ minden táján lévő múzeumkollekciókból, a mai állatok csontvázai elsősorban az Összehasonlító Zoológia Múzeumából (MCZ), a fosszilis szinapszidák az MCZ-ből és a Field Museum of Natural History-ból, továbbá az USA, Európa és Dél-Afrika más különböző múzeumaiból származnak.

 

„Először pontosan meg kellett határoznunk a csigolyák alakját, és ez valójában elég bonyolult volt” – mondta Jones. – „Minden egyes gerincoszlop sok csigolyából áll, és amikor eltérő számú csigolyával van dolgunk, akkor az alakjuk és funkcióik különböző módokon osztódnak fel.”

 

Kiválasztottak öt csigolyát mindegyik hátgerinc azonos helyeiről és megmérték az alakjukat a különböző állatok esetében, három dimenzióban. Az eredmények azt mutatták, hogy a nem-emlős szinapszidák csigolyái nagyon különböznek a mai emlősök csigolyáitól, és rendkívüli módon eltérnek a gyíkok és más hüllők csigolyáitól is.

 

Ezután a kutatók megvizsgálták a csigolyák lehetséges működését az előző munka adatainak felhasználásával, amely összehasonlította a csigolya alakját a mozgás mértékével ma élő gyíkokban és emlősökben, ezzel egy rendkívül fontos kapcsolódási pontot hoztak létre a forma és a funkció között. Az adatok lehetővé tették a kutatók számára, hogy sok állat és fosszília példáján keresztül feltérképezzék a gerinc funkciójának változatosságát, és ez segítette őket abban, hogy rekonstruálhassák azon gyakorlati jellegzetességek pontos kombinációját, amelyek minden állatcsoportot leírtak.

 

„Csapatunk adatelemzési megközelítése érdekes, mivel felfedi, hogy a különböző hátgerincformák hogyan alakulhatnak a különböző funkcionális kompromisszumok esetén” – mondja Pierce. A hüllők például nagyon jók a laterális típusú hajlásban, de képtelenek gerincüket fel-le mozgatni, mint az emlősök. „A laterális és a szagittális görbületen kívül a hátgerinc más funkcióit is megvizsgáltuk, és megállapítottuk a kompromisszumoknak az emlősök, a hüllők, és a nem-emlős szinapszidák számára optimális kombinációját” – állítja Pierce.

 

„Sikerült kimutatnunk, hogy a nem-emlős szinapszidák hátgerincüket tekintve mind a ma élő hüllőktől, mind az emlősöktől eltérő funkciókkal rendelkeznek” – mondja Jones –, „és ennek az evolúciónak a folyamatában ezek nem egyszerűen eljutottak a hüllőszerű laterálistól az emlős-szerű szagittális hajlásig, hanem valójában az evolúciójuk során egy teljesen eltérő úton haladtak az eltérő feltételeikből kiindulva.”

 

„A történeti megközelítés az, hogy az emlősök szinapszida ősei ugyanazokat a kompromisszumokat kötötték meg, mint a mai hüllők. De kiderült, hogy ők teljesen más alkukra kényszerültek” – mondja Angielczyk. „Az az elképzelés, hogy a hüllők megőriztek olyan ősi mozgásmintákat, amelyek több mint 320 millió évvel ezelőtt léteztek, meglehetősen együgyű.”

 

Az eredmények azt mutatják, hogy a nem-emlős szinapszidák hátgerincei valójában túl merevek voltak, és teljesen mások, mint azoké a gyíkoké, amelyek tökéletesen alkalmasak az oldalirányú mozgásokhoz. Továbbá az emlősök evolúciója során új funkciók egészítették ki ezt az ősi merev alapot, ideértve a fel-le hajlítást az ágyék- és a felfelé csavaradó elülső rész esetén. Ezeknek az új funkcióknak a hozzáadódása kulcsfontosságú volt a funkcióját tekintve eltérő emlős hátgerinc felépítésében, amely lehetővé teszi a mai emlősöknek, hogy igazán gyorsan fussanak és elforgassák a gerincüket a vakarózáshoz.

 

„Szigorúan elemezve a fosszilis leletanyagot, el tudjuk vetni a leegyszerűsítő laterális-szagittális hipotézist egy jóval komplexebb és érdekesebb evolúciós történetnek a kedvéért” – mondja Pierce. – „Feltárjuk azt az evolúciós útvonalat, amely a különleges emlősgerinc kialakulásához vezet minket.”

 

A tanulmány része az emlősök hátgerincét kutató, folyamatban lévő projektsorozatnak, amely összeállítja azok kifejlődését, morfológiáját, funkcióját és evolúcióját. „Még mindig nem ismerjük a teljes történetet” – mondja Jones –, „de egyre közelebb kerülünk hozzá.”

 

A kutatók ma már háromdimenziós modellezéssel vizsgálják a csigolyákat annak megértése érdekében, hogyan mozogtak az emlősök ősei. „Korábbi munkáinkat most már a CAD-dal támogatott háromdimenziós modellezéssel teszteljük” – mondja Jones. – „Az eddigiekben elég jól működött, és úgy tűnik, alátámasztja azt, amit felfedeztünk ebben a tanulmányban.”

 

 

Hivatkozás: 

 

„Adaptive landscapes challenge the „lateral-sagittal paradigm for mammalian vertebral evolution” (A változó tájak kihívás elé állítják az emlősök hátgerinc-evolúciójának „laterális-szagittális” paradigmáját”). Katrina E. Jones, Blake V. Dickson, Kenneth D. Angielczyk és Stephanie E. Pi munkája, 2021. március 2. Current Biology

DOI: 10.1016/j.cub.2021.02.009

 

 

Katrina E. Jones jelenleg a Manchesteri Egyetem vezető munkatársa

 

Blake Dickson jelenleg posztdoktori kutató a Duke Egyetem Evolúciós Antropológiájának Tanszékén

 

 

 

 

Angol (német) nyelven 

 

Könyvek, cikkek, videók, stb. fordításához, lektorálásához, keresünk további embereket (elsősorban önkéntes segítőket). Keresünk továbbá, olyan önkénteseket, akik videó feliratozásban segédkeznének.

 

 

 

Fizikusok, biológusok, geológusok, őslénytankutatók, orvosok, vegyészmérnökök, teológusok, pszichológusok, bármely tudományban jártas emberek jelentkezését várjuk cikkek írásához, azok szakmai ellenőrzéséhez, különböző tanácsadáshoz (pl.: különböző fórumokon való válaszadáshoz), előadások tartásához, riportokhoz, illetve bármilyen egyéb szakmai háttérmunkához.  

 

 

Várunk: 

• cikkek, 
• videók, 
• könyvek fordítására javaslatokat.

 

 

 

Jelentkezni, javaslatot tenni a 

teremtesvagyvk@gmail.com

mail címen lehet.

 

Köszönjük.