Naukowcy z Uniwersytety w Bristolu, barceloński Universitat Pompeu Fabra i londyński University College odkryli, że czworonogi mają bardziej złożone połączenia między kośćmi czaszki niż ryby, badając skamieniałe czaszki zwierząt z przejścia ze środowiska wodnego do ziemskiego. A te modyfikacje anatomii czaszki utrudniały ewolucję czaszek czworonogów, zamiast zachęcać do różnorodności życia na lądzie.
Czworonogi wyewoluowały z ryb i były najwcześniejszymi zwierzętami lądowymi z kończynami i palcami, przodkami wszystkiego, od płazów po ludzi.
Aby lepiej zrozumieć, w jaki sposób czaszki zmieniały się wraz z ewolucją czworonogów, naukowcy określili anatomię kości czaszki u ponad 100 istniejących i wymarłych stworzeń.
Główny autor James Rawson z Bristol's School of Earth Sciences powiedział: „Czaszki czworonogów na ogół mają mniej kości czaszek niż ich rybi przodkowie, ale samo obliczenie liczby kości pomija niektóre ważne dane. Zastosowaliśmy technikę zwaną analizą sieciową, w której oprócz liczby kości rejestruje się układ kości czaszki – które kości łączą się z którymi –”.
Autor dr Borja Esteve-Altava, ekspert w tej technice, powiedział: „Tradycyjnie badania anatomiczne miały głównie charakter opisowy lub jakościowy. Analiza sieci zapewnia solidne ramy matematyczne do ilościowego określenia relacji anatomicznych między kośćmi: rodzaj danych często pomijanych w większości badań dotyczących ewolucji morfologicznej”.
Naukowcy zauważyli, „czworonogi mające mniej kości czaszki niż ryby sprawiły, że organizacja ich czaszek była bardziej złożona”.
Pan Rawson dodał: „Może wydawać się to dziwne, ale posiadanie mniejszej liczby kości oznacza, że każda z tych kości musi łączyć się z większą liczbą sąsiadów, co skutkuje bardziej złożonym układem. Współczesne żaby i salamandry miały najbardziej złożone czaszki ze wszystkich badanych przez nas zwierząt.
Czaszki najwcześniejszych czworonogów również stały się bardziej skonsolidowane w jedną całość, podczas gdy ich rybi przodkowie mieli czaszki złożone z kilku odrębnych części.
Przyglądając się różnorodności anatomii kości czaszki na przestrzeni czasu, naukowcy odkryli również, że pochodzenie czworonogów zbiega się ze spadkiem różnorodności układów kości czaszki.
Profesor Emily Rayfield, starsza autorka badania, powiedziała: „Byliśmy zaskoczeni, że te zmiany w czaszce wydawały się ograniczać ewolucję czworonogów, zamiast promować promieniowanie w nowych siedliskach na lądzie. Uważamy, że za to może odpowiadać ewolucja szyi, zdarzenia wymierania lub wąskie gardło w rozwoju czaszki”.
Pan Rawson zawarta: „Widzimy również podobny spadek zmienności strukturalnej kości kończyn we wczesnych czworonogach, ale spadek kończyn ma miejsce 10 milionów lat wcześniej. Różne czynniki miały wpływ na ewolucję czaszki i kończyn u wczesnych czworonogów, a my musimy się jeszcze wiele nauczyć o tym kluczowym okresie w naszej historii ewolucji”.
Referencje czasopisma:
- James Rawson, dr Borja Esteve-Altava, dr Laura Porro, dr Hugo Dutel i profesor Emily Rayfield. Wczesna ewolucja czaszki czworonogów charakteryzuje się zwiększoną złożonością, ograniczeniami i przesunięciem w stosunku do ewolucji kończyn płetwowych. Postępy nauki. DOI: DOI: 10.1126/sciadv.adc8875
