Mamiferele sunt unice în multe privințe. Suntem cu sânge cald și agili în comparație cu rudele noastre reptiliene, dar există încă o altă diferență. Cercetătorii Stephanie Pierce și Katrina Jones de la Universitatea Harvard sugerează că mamiferele sunt unice într-un alt fel: alcătuirea coloanelor noastre. Cercetarea a fost publicată în revista Science .
Conform lui Pierce, coloana vertebrală a mamiferelor este practic ca o serie de mărgele pe o sfoară, fiecare mărgele reprezentând un singur os, o vertebră. „La majoritatea animalelor cu patru picioare, cum ar fi șopârlele, vertebrele arată și funcționează la fel”, spune cercetătorul.
Totuși, coloana vertebrală a mamiferelor este diferită. Diferite secțiuni sau regiuni ale coloanei vertebrale, cum ar fi gâtul, toracele și partea inferioară a spatelui, iau forme foarte diferite. Acestea funcționează separat și, prin urmare, se pot adapta la diferite moduri de viață, cum ar fi alergarea, zborul, săpatul sau cățăratul.
Mamifere: coloane specializate
În timp ce spinii mamiferelor sunt specializați, se credea că regiunile care stau la baza lor sunt vechi, datând din cele mai vechi animale terestre. Se credea că mamiferele au profitat la maximum de planurile anatomice existente. Cu toate acestea, noul studiu contestă această idee analizând înregistrarea fosilelor.
„Nu există animale în viață astăzi care să înregistreze tranziția de la un strămoș „asemănător șopârlei” la un mamifer”, spune Jones. Pentru a face asta, spune el, trebuie să te scufunzi în înregistrarea fosilelor și să te uiți la precursorii dispăruți ai mamiferelor, sinapsidele non-mamifere.Sinapsidele non-mamifere dețin cheia pentru înțelegerea originii caracteristicilor specifice mamiferelor, inclusiv coloana vertebrală.
Reconstrucția lui Edaphosaurus, un strămoș primitiv de mamifer; tepii ei lungi formează o pânză pe spate.
Dar studiul fosilelor nu este ușor. Jones spune în acest sens că fosilele sunt rare și că găsirea animalelor dispărute cu peste 25 de vertebre este incredibil de rară. Pentru a rezolva această problemă, cercetătorii au adunat colecții de muzee din întreaga lume pentru a studia fosilele de animale cel mai bine conservate care au trăit acum aproximativ 320 de milioane de ani.
O schimbare timpurie a coloanelor vertebrale ale mamiferelor a fost un prim pas important în evoluția lor. De-a lungul timpului, schimbările în coloana vertebrală au permis mamiferelor să se dezvolte în nenumăratele specii pe care le cunoaștem astăzi.
Evoluția coloanei vertebrale la mamifere
Echipa de cercetare a examinat coloanele vertebrale fosile, precum și peste 1.000 de vertebre de la animale vii, inclusiv șoareci, aligatori, șopârle și amfibieni. Au vrut să afle dacă regiunile vertebrale ale mamiferelor sunt la fel de vechi pe cât se credea sau dacă mamiferele făceau ceva unic.
„Dacă regiunile vertebrale ar fi rămas neschimbate de-a lungul evoluției, așa cum sa presupus, ne-am aștepta să vedem aceleași regiuni în sinapsidele non-mamifere pe care le vedem astăzi la mamifere”, spune Pierce. Dar nu pare să fie cazul.
Când cercetătorii au comparat poziția și forma vertebrelor, au găsit ceva surprinzător. Coloana vertebrală câștigase noi regiuni în timpul evoluției mamiferelor. Sinapsidele timpurii non-mamifere aveau mai puține regiuni decât mamiferele vii.
Cu aproximativ 250 de milioane de ani în urmă, o nouă regiune a evoluat lângă umerii și picioarele din față. Schimbări dramatice au început să apară și la membrele anterioare ale animalelor cunoscute sub numele de peptide non-mamifere.
Oamenii de știință cred că aceste evenimente simultane au avut loc probabil împreună cu schimbări în modul în care creaturile au mers și alergat.
Cercetătorii cred că există un fel de diafonie în timpul dezvoltării între țesuturile care alcătuiesc vertebrele și omoplatul. Ei cred, de asemenea, că această interacțiune a dus la adăugarea unei regiuni în apropierea umărului, pe măsură ce membrele anterioare ale strămoșilor noștri au evoluat pentru a lua noi forme și funcții.
Mai târziu, în apropierea pelvisului a apărut o regiune. Potrivit cercetătorilor, această ultimă regiune, regiunea lombară fără granițe, pare să se adapteze cel mai bine la diferite medii.
Etapa finală în construcția coloanei vertebrale a mamiferelor poate fi legată de modificări ale genelor Hox, importante pentru regiunile coloanei vertebrale la începutul dezvoltării lor.
În acest sens, cercetătorii au reușit să stabilească legături între schimbările în scheletele animalelor și ideile dispărute în biologia și genetica dezvoltării moderne. „Această abordare combinată ne ajută să înțelegem ce face un mamifer un mamifer”, conchide Jones.