Исследование, проведенное учеными из Музея природы в Берлине, выявило эволюцию паттернов окостенения в позвоночнике четвероногих позвоночных. Антуану Верьеру и его коллегам удалось реконструировать закономерности формирования костей позвоночного столба у предка всех наземных позвоночных на основе большого набора данных о современных и ископаемых позвоночных с включением редких новых данных из 300 миллионов человек. годовалая рептилия Mesosaurus tenuidens. Результаты опубликованы на этой неделе в Scientific Reports.
Позвоночник или позвоночник является определяющей и дающей название характеристикой всех позвоночных, и его развитие в целом хорошо изучено. Однако некоторые важные части его эволюционной истории остаются загадочными. Новое исследование, проведенное группой из Университета Гумбольдта в Берлине и Музея природы в Берлине, Германия, раскрывает новые аспекты этой истории.
Палеонтолог Антуан Верьер, первый автор исследования, проведенного в рамках его докторской диссертации, говорит, что проект начался с исключительно хорошо сохранившихся окаменелостей рептилии Mesosaurus tenuidens. Мезозавр был первой рептилией, приспособившейся к жизни в воде. Обладая длинной мордой и мощным плавательным хвостом, он обитал во внутреннем море в южных частях суперконтинента Пангея.
«У некоторых редких молодых особей мы наблюдали, что нервные дуги, шипы, расположенные на вершине основной части позвонка, закрывались от головы до хвоста по мере роста животных, как застежка-молния. Мы хотели понять, как эта закономерность соответствовало бы истории эволюции наземных позвоночных, но быстро поняли, что доступной информации на удивление мало. Поэтому мы решили исследовать это самостоятельно».
Команда рассмотрела четыре основных модели развития позвоночника амниот:
- Окостенение центра (основного тела позвонка)
- Окостенение парных нервных дуг
- Слияние первоначально формирующихся парных элементов нервной дуги в один корешок
- Слияние нервных дуг с центром, также называемое нейроцентральным слиянием.
Они использовали статистические модели, чтобы проследить, как эти различные паттерны менялись на протяжении примерно 300 миллионов лет истории наземных позвоночных, и с их помощью смогли реконструировать паттерны общего предка всех наземных позвоночных.
«Больше всего нас удивило то, что эти модели оказались относительно стабильными в течение последних 300 миллионов лет», — говорит профессор Йорг Фрёбиш. «Современные и вымершие позвоночные чрезвычайно разнообразны с точки зрения их форм тела и образа жизни, а элементы их позвоночника организованы в сложные единицы, которые сильно различаются между видами. разнообразие.»
Хотя изученные паттерны были относительно стабильны на протяжении всей эволюции, учитывая огромный рассматриваемый временной диапазон, все же имели место некоторые отклонения. Примечательно, что птицы, млекопитающие и чешуйчатые рептилии развили свои собственные специфические способы окостенения позвонков, которые отличаются от предкового состояния амниот. И снова внутри этих групп закономерности оказались на удивление стабильными.
«Страусы и чайки, например, имеют очень разную анатомию и образ жизни, но их позвоночные столбы окостеневают сходным образом. Это показывает, что некоторые изменения можно наблюдать между основными линиями наземных позвоночных, но внутри каждой из основных линий развитие позвоночника снова оставался довольно стабильным», — говорит профессор Надя Фрёбиш.
«Наше исследование — еще один прекрасный пример того, как данные окаменелостей и современных животных могут быть объединены, чтобы действительно получить более глубокую картину развития и эволюции основных структур тела», — говорит Антуан Верьер.
