מדענים מה- אוניברסיטאות בריסטול, אוניברסיטת פומפאו פברה בברצלונה והאוניברסיטה של לונדון גילו שלטטרפודים יש קשרים מורכבים יותר בין עצמות הגולגולת שלהם מאשר לדגים על ידי בחינת גולגולות מאובנות של בעלי חיים מהמעבר מסביבה מימית לסביבה יבשתית. והשינויים הללו באנטומיה של הגולגולת מעכבים את התפתחותן של גולגולות טטרפודים במקום לעודד את מגוון החיים ביבשה.
טטרפודים התפתחו מדגים והיו חיות היבשה הקדומות ביותר עם גפיים וספרות, אבותיהם של כל דבר, החל מדו-חיים ועד לבני אדם.
כדי להבין טוב יותר כיצד השתנו גולגולות עם התפתחות הטטרפודים, מדענים כימתו את האנטומיה של עצמות הגולגולת בלמעלה מ-100 יצורים קיימים ונכחדים.
המחבר הראשי ג'יימס רוסון מבית הספר למדעי כדור הארץ של בריסטול אמר: "לגולגולות טטרפודים יש בדרך כלל פחות עצמות גולגולת מאבותיהן של הדגים, אבל פשוט ספירת מספר העצמות מחמיצה כמה נתונים חשובים. השתמשנו בטכניקה שנקראת ניתוח רשת, כאשר סידור עצמות הגולגולת - אילו עצמות מתחברות אליהן - מתועד בנוסף למספר העצם".
הסופרת ד"ר בורחה אסטבה-אלטבה, מומחית לטכניקה זו, אמרה: "באופן מסורתי, מחקר האנטומיה היה בעיקר תיאורי או איכותי. ניתוח רשת מספק מסגרת מתמטית נכונה לכימות יחסים אנטומיים בין עצמות: סוג של נתונים שלעתים קרובות מתעלמים ממנו ברוב המחקרים על אבולוציה מורפולוגית."
מדענים ציינו, "לטטרפודים שיש להם פחות עצמות גולגולת מדגים הפכו את ארגון הגולגולות למורכב יותר."
מר רוסון הוסיף: "זה אולי נראה מוזר, אבל העובדה שיש פחות עצמות פירושה שכל אחת מהעצמות האלה חייבת להתחבר ליותר מהשכנים שלה, מה שמוביל לסידור מורכב יותר. לצפרדעים ולסלמנדרות המודרניות היו הגולגולות המורכבות ביותר מכל החיות שחקרנו".
גם הגולגולות של הטטרפודים הקדומים ביותר התאחדו ליחידה אחת, בעוד לאבותיהם של הדגים היו גולגולות עשויות מכמה חלקים נפרדים.
על ידי התבוננות במגוון האנטומיות של עצמות הגולגולת לאורך זמן, גילו המדענים גם שמקורם של טטרפודים עולה בקנה אחד עם ירידה במגוון סידורי עצמות הגולגולת.
פרופסור אמילי רייפילד, מחברת בכירה של המחקר, אמרה: "הופתענו לגלות שהשינויים האלה בגולגולת כאילו מגבילים את התפתחות הטטרפודים, במקום לקדם קרינה לבתי גידול חדשים ביבשה. אנו חושבים שההתפתחות של צוואר, אירועי הכחדה או צוואר בקבוק בהתפתחות הגולגולת עשויים להיות אחראים."
מר רוסון הגיע למסקנה: "אנו רואים גם ירידה דומה בשונות המבנית עבור עצמות הגפיים בארבע רגליים מוקדמות, אך הירידה בגפיים מתרחשת 10 מיליון שנים קודם לכן. גורמים שונים השפיעו על התפתחות הגולגולת והגפיים אצל טטרפודים מוקדמים, ויש לנו עוד כל כך הרבה מה ללמוד על הזמן המכריע הזה בהיסטוריה האבולוציונית שלנו."
עיון ביומן:
- ג'יימס רוסון, ד"ר בורג'ה אסטיב-אלטבה, ד"ר לורה פורו, ד"ר הוגו דוטל ופרופסור אמילי רייפילד. אבולוציה מוקדמת של הגולגולת של ארבע רגליים מאופיינת במורכבות מוגברת, אילוץ וקיזוז מאבולוציית הגפיים של הסנפיר. התקדמות מדע. DOI: DOI: 10.1126/sciadv.adc8875
