Sisavci su jedinstveni na mnogo načina. Mi smo toplokrvni i agilni u usporedbi s našom gmazovskom rodbinom, ali postoji još jedna razlika. Istraživači Stephanie Pierce i Katrina Jones sa Sveučilišta Harvard sugeriraju da su sisavci jedinstveni na još jedan način: po sastavu naše kralježnice. Istraživanje je objavljeno u časopisu Science.
Prema Pierceu, kralježnica sisavaca je u osnovi poput niza kuglica na niti, pri čemu svaka kuglica predstavlja jednu kost, kralježak. "Kod većine četveronožnih životinja, poput guštera, kralješci izgledaju i funkcioniraju isto" , kaže istraživač.
Međutim, bodlje sisavaca su drugačije. Različiti dijelovi ili regije kralježnice, poput vrata, prsnog koša i donjeg dijela leđa, poprimaju vrlo različite oblike. Oni funkcioniraju odvojeno i stoga se mogu prilagoditi različitim načinima života, poput trčanja, letenja, kopanja ili penjanja.
Sisavci: specijalizirane rubrike
Iako su bodlje sisavaca specijalizirane, vjeruje se da su regije koje se nalaze ispod njih drevne i datiraju od najranijih kopnenih životinja. Vjerovalo se da su sisavci maksimalno iskoristili postojeće anatomske nacrte. Međutim, nova studija dovodi u pitanje ovu ideju gledajući fosilne zapise.
" Danas nema živih životinja koje bilježe prijelaz od 'gušterolikog' pretka do sisavca" , kaže Jones. Da biste to učinili, kaže on, morate zaroniti u fosilne zapise i pogledati izumrle prethodnike sisavaca, sinapside koji nisu sisavci.Sinapsidi koji nisu sisavci drže ključ za razumijevanje podrijetla specifičnih obilježja sisavaca, uključujući kralježnicu.
Rekonstrukcija Edaphosaurusa, primitivnog pretka sisavaca; njegove duge bodlje oblikuju jedro na leđima.
Ali proučavanje fosila nije lako. Jones u tom smislu kaže da su fosili rijetki i da je pronalaženje izumrlih životinja s više od 25 kralježaka nevjerojatno rijetko. Kako bi riješili ovaj problem, istraživači su okupili muzejske zbirke diljem svijeta kako bi proučavali najbolje očuvane fosile životinja koje su živjele prije otprilike 320 milijuna godina.
Rana promjena kralježnice sisavaca bila je važan prvi korak u njihovoj evoluciji. S vremenom su promjene u kralježnici omogućile sisavcima da se razviju u bezbroj vrsta koje danas poznajemo.
Evolucija kralježnice kod sisavaca
Istraživački tim ispitao je fosilne kralježnice, kao i više od 1000 kralježaka živih životinja, uključujući miševe, aligatore, guštere i vodozemce. Htjeli su saznati jesu li kralježnične regije sisavaca stare koliko se mislilo ili su sisavci radili nešto jedinstveno.
" Da su vertebralne regije ostale nepromijenjene tijekom evolucije, kao što se pretpostavlja, očekivali bismo vidjeti iste regije u sinapsidima ne-sisavaca koje danas vidimo kod sisavaca" , kaže Pierce. Ali čini se da to nije slučaj.
Kada su istraživači usporedili položaj i oblik kralježaka, otkrili su nešto iznenađujuće. Kralježnica je tijekom evolucije sisavaca dobila nove dijelove. Rani sinapsidi koji nisu bili sisavci imali su manje regija nego živi sisavci.
Prije oko 250 milijuna godina razvilo se novo područje u blizini ramena i prednjih nogu. Dramatične promjene također su se počele pojavljivati na prednjim udovima životinja poznatih kao peptidi koji nisu sisavci.
Znanstvenici vjeruju da su se ovi istovremeni događaji vjerojatno dogodili zajedno s promjenama u načinu na koji su stvorenja hodala i trčala.
Istraživači vjeruju da postoji neka vrsta međusobnog razgovora tijekom razvoja između tkiva koja čine kralješke i lopatice. Također vjeruju da je ova interakcija rezultirala dodavanjem regije u blizini ramena kako su prednji udovi naših predaka evoluirali da poprime nove oblike i funkcije.
Kasnije se pojavila regija u blizini zdjelice. Prema istraživačima, čini se da se ovo posljednje područje, lumbalna regija bez granica, može najbolje prilagoditi različitim okruženjima.
Završni korak u izgradnji kralježnice sisavaca može biti povezan s promjenama u Hox genima, važnim za regije kralježnice rano u njihovom razvoju.
U tom smislu, istraživači su uspjeli povući veze između promjena na kosturima životinja i izumrlih ideja u modernoj razvojnoj biologiji i genetici. "Ovaj kombinirani pristup pomaže nam razumjeti što čini sisavca sisavcem" , zaključuje Jones.