Οι εξετάσεις απολιθωμάτων αποκαλύπτουν πώς εξελίχθηκαν αρχικά οι κυνόδοντες

Ανασυγκρότηση της ζωής σε δικυνωδικό δικυνώδιο. Εκτός από τους κυνόδοντες στην άνω γνάθο, οι περισσότεροι δικυνοδοντοί είχαν ένα ράμφος σαν χελώνα που το χρησιμοποιούσαν για να μασούν την τροφή τους. Φωτογραφία της Marilyn Hill Donnelly. Πίστωση: Marilyn Hill Donnelly

Διάφορα ζώα έχουν χαυλιόδοντες, από ελέφαντες και θαλάσσιους ίππους μέχρι πλάσματα που μοιάζουν με ινδικό χοιρίδιο βάρους πέντε κιλών που ονομάζονται ύρακες. Αλλά ένα κοινό πράγμα που έχουν τα ζώα με κυνόδοντες είναι ότι είναι όλα θηλαστικά – κανένα ψάρι, ερπετό ή πτηνό δεν είναι γνωστό ότι έχει κυνόδοντες. Σε μια νέα μελέτη στο Πρακτικά της Βασιλικής Εταιρείας ΒΟι παλαιοντολόγοι εντόπισαν τους πρώτους χαυλιόδοντες πίσω σε αρχαίους συγγενείς θηλαστικών που ζούσαν πριν από τους δεινόσαυρους, και για να το κάνουν αυτό, έπρεπε να καθορίσουν τι έκανε τους χαυλιόδοντες αρχικά.


«Οι κυνόδοντες είναι μια πολύ δημοφιλής ανατομία, αλλά έως ότου άρχισα να εργάζομαι σε αυτήν τη μελέτη, δεν είχα σκεφτεί ποτέ πώς οι κυνόδοντες περιορίζονται στα θηλαστικά», λέει η Μέγκαν Γουίτνεϊ, ερευνήτρια του Χάρβαρντ και επικεφαλής συγγραφέας της μελέτης.

«Καταφέραμε να δείξουμε ότι οι πρώτοι κυνόδοντες ανήκαν σε ζώα που ήρθαν πριν από τα σύγχρονα θηλαστικά, που ονομάζονται δικυνοδόντες», λέει ο Ken Angelcic, επιμελητής του Μουσείου Field στο Σικάγο και συγγραφέας της εργασίας. «Είναι πολύ περίεργα ζώα».

Οι Dicinodonts έζησαν κυρίως πριν από την ηλικία των δεινοσαύρων, από περίπου 270 έως 201 εκατομμύρια χρόνια πριν, και κυμαίνονταν από το μέγεθος ενός αρουραίου έως το μέγεθος ενός ελέφαντα. Τα σύγχρονα θηλαστικά είναι οι πιο στενοί εν ζωή συγγενείς τους, αλλά έμοιαζαν περισσότερο ερπετά, με ράμφη που μοιάζουν με χελώνες. Από την ανακάλυψή τους πριν από 176 χρόνια, ένα από τα διακριτικά χαρακτηριστικά τους ήταν το ζευγάρι προεξέχοντες κυνόδοντες στην άνω γνάθο τους. Ακόμη και το όνομα dicynodont σημαίνει «δύο δόντια σκύλου. “

Οι ερευνητές σκέφτηκαν να μελετήσουν την προέλευση των κυνόδοντων ενώ έκαναν ένα μεσημεριανό διάλειμμα σε αρχαία απολιθώματα. «Καθόμασταν στο χωράφι στη Ζάμπια και υπήρχε μια δικυνοδοντία δόντια Παντού», θυμάται η Whitney. Θυμάμαι ότι ο Ken τα μάζευε και τους ρωτούσε γιατί τα λένε κυνόδοντες, επειδή έχουν χαρακτηριστικά που δεν έχουν οι κυνόδοντες. “

Ο Angielczyk έχει κάνει μια σημαντική διάκριση: Δεν είναι όλα τα προεξέχοντα δόντια τεχνικά κυνόδοντες, και ο σχηματισμός και τα μοτίβα ανάπτυξης των δοντιών μας λένε αν μετρούν ή όχι. “Για αυτό το άρθρο, έπρεπε να ορίσουμε τον κυνικό, επειδή είναι ένας εκπληκτικά ασαφής όρος”, λέει η Whitney. Οι ερευνητές προσδιόρισαν ότι για να είναι ένα δόντι κυνόδοντας, πρέπει να εκτείνεται πέρα ​​από το στόμα και να συνεχίσει να αναπτύσσεται καθ’ όλη τη διάρκεια της ζωής του ζώου, και σε αντίθεση με τα δόντια των περισσότερων θηλαστικών (συμπεριλαμβανομένου του δικού μας), οι επιφάνειες των κυνόδοντων είναι από ελεφαντόδοντο αντ’ αυτού. από σκληρό σμάλτο.

Οι εξετάσεις απολιθωμάτων αποκαλύπτουν πώς εξελίχθηκαν αρχικά οι κυνόδοντες

Η αριστερή πλευρά του κρανίου ενός δικυνοδοντίου Dolichuranus (NMT RB554) από την Τανζανία. Ο μεγάλος χαυλιόδοντας φαίνεται στο κάτω αριστερό μέρος του δείγματος. Φωτογραφία K. Angelczyk. Credit: Ken Angelcic

Σύμφωνα με αυτά τα κριτήρια, οι ελέφαντες, οι θαλάσσιοι ίπποι, οι κάπροι και οι θαλάσσιοι ίπποι έχουν χαυλιόδοντες. Ωστόσο, τα άλλα μεγάλα δόντια στο ζωικό βασίλειο δεν κάνουν το κόψιμο. Για παράδειγμα, τα δόντια των τρωκτικών, αν και μερικές φορές αναδύονται και μεγαλώνουν συνεχώς, έχουν μια λωρίδα σμάλτου στο μπροστινό μέρος του δοντιού, επομένως δεν υπολογίζονται.

Μερικοί από τους δικυνοδοντικούς κυνόδοντες που παρατήρησε η ομάδα στη Ζάμπια δεν φάνηκαν να ταιριάζουν με τον ορισμό του κυνόδοντα – ήταν σμάλτο και όχι ελεφαντόδοντο.

Το διαφορετικό μακιγιάζ των δοντιών σε σχέση με τους κυνόδοντες δίνει στους επιστήμονες μια εικόνα για τη ζωή του ζώου. «Τα σμάλτα δόντια είναι μια διαφορετική εξελικτική στρατηγική από τους κυνόδοντες με επικάλυψη από ελεφαντόδοντο, και είναι μια αντιστάθμιση», λέει η Whitney. Τα δόντια του σμάλτου είναι ισχυρότερα από την οδοντίνη, αλλά λόγω της μηχανικής του τρόπου με τον οποίο μεγαλώνουν τα δόντια στη γνάθο, εάν θέλετε δόντια που θα συνεχίσουν να μεγαλώνουν καθ ‘όλη τη διάρκεια της ζωής σας, δεν μπορείτε να έχετε πλήρη κάλυψη σμάλτου.

Ζώα όπως οι άνθρωποι έχουν κάνει μια εξελικτική επένδυση σε ανθεκτικά αλλά δύσκολα επιδιορθώσιμα δόντια – μόλις τα ενήλικα δόντια μας μεγαλώσουν, δεν έχουμε τύχη αν σπάσουν. Οι κυνόδοντες είναι λιγότερο ανθεκτικοί από τα σμάλτα δόντια μας, αλλά μεγαλώνουν συνεχώς, ακόμη και όταν είναι κατεστραμμένα. Είναι σαν συμβιβασμός να έχεις ένα αυτοκίνητο που είναι πολύ αξιόπιστο αλλά πολύ δύσκολο να επιδιορθωθεί όταν έχεις πρόβλημα, σε αντίθεση με την οδήγηση μιας ρακέτας που χρειάζεται συχνές επισκευές, αλλά είναι ένα φθηνό και εύκολο μοντέλο για κάθε μηχανικό.

Οι διαφορετικοί τύποι ζώων δοντιών που εξελίχθηκαν μπορούν να πουν στους επιστήμονες για το άγχος που αντιμετώπιζαν αυτά τα ζώα και που θα μπορούσαν να έχουν δημιουργήσει αυτά τα δόντια. Τα ζώα με κυνόδοντες μπορεί να τα χρησιμοποιήσουν για να παλέψουν ή να ριζώσουν στο έδαφος, εκθέτοντάς τα σε μικρούς, δυνητικά επικίνδυνους τραυματισμούς στα δόντια του σμάλτου που δεν αναπτύσσονται συνεχώς.

Για να μελετήσουν εάν οι κυνόδοντες των δικυνοδόντων είναι πραγματικά κυνόδοντες, οι ερευνητές έκοψαν λεπτές λωρίδες από τα απολιθωμένα δόντια 19 δειγμάτων δικυνοδοντίων, που αντιπροσωπεύουν δέκα διαφορετικά είδη, και εξέτασαν τη δομή τους με μικροσκόπιο. Χρησιμοποίησαν επίσης αξονικές τομογραφίες για να εξετάσουν πώς τα δόντια ήταν προσκολλημένα στο κρανίο και αν οι ρίζες τους έδειχναν στοιχεία συνεχούς ανάπτυξης. Οι επιστήμονες ανακάλυψαν ότι ορισμένα από τα δόντια του δικυνοδοντίου ήταν στην πραγματικότητα κυνόδοντες, ενώ άλλα, ειδικά αυτά ορισμένων προγενέστερων ειδών, ήταν απλώς μεγάλα δόντια. Δεν ήταν μια αυστηρή εξέλιξη από μη χαυλιόδοντες σε κυνόδοντες, αν και διαφορετικά μέλη της οικογένειας των δικυνοδόντων ανέπτυξαν κυνόδοντες ανεξάρτητα.

Οι εξετάσεις απολιθωμάτων αποκαλύπτουν πώς εξελίχθηκαν αρχικά οι κυνόδοντες

Απομονωμένα θραύσματα χαυλιόδοντα που βρέθηκαν στη Ζάμπια από ομάδες πεδίου το 2018. Φωτογραφία K. Angielczyk. Credit: Ken Angelcic

Η Whitney λέει ότι ήταν έκπληκτη από αυτή την ανακάλυψη. «Περίμενα ότι θα υπήρχε ένα σημείο στο γενεαλογικό δέντρο όπου όλοι οι δυσνοδοντωτοί άρχισαν να έχουν χαυλιόδοντες, οπότε σκέφτηκα ότι ήταν πολύ συγκλονιστικό να βλέπω τους χαυλιόδοντες να αναπτύσσονται τόσο στενά μεταξύ τους», λέει.

«Οι κυνόδοντες Dicynodont μπορούν να μας πουν πολλά για την εξέλιξη των κυνόδοντων θηλαστικών γενικά», λέει ο Angielczyk. «Για παράδειγμα, αυτή η μελέτη δείχνει ότι τα χαμηλότερα ποσοστά αντικατάστασης δοντιών και ο ελαστικός σύνδεσμος που συνδέει το δόντι με τη γνάθο είναι απαραίτητα για την εξέλιξη των πραγματικών κυνόδοντων. Όλες αυτές οι σκάλες μας δίνουν μια καλύτερη κατανόηση των κυνόδοντων που βλέπουμε στα θηλαστικά σήμερα .»

“Τα δικυνόδοντα ήταν τα πιο άφθονα και ποικιλόμορφα σπονδυλωτά στη Γη λίγο πριν από την εποχή των δεινοσαύρων και είναι διάσημα για τους “χαυλιόδοντες” τους. Το γεγονός ότι μόνο μερικά από αυτά έχουν αληθινούς κυνόδοντες και τα υπόλοιπα μεγάλα δόντια, είναι ένα όμορφο παράδειγμα εξέλιξης που μπορούμε να τεκμηριώσουμε. Μπορούμε να δούμε πώς χτίζουμε χαυλιόδοντες!», λέει ο Brandon Peacock, επιμελητής του Μουσείου Φυσικής Ιστορίας του Αϊντάχο και ένας από τους συγγραφείς της εργασίας.

Οι ερευνητές λένε ότι η μελέτη, η οποία δείχνει το παλαιότερο γνωστό παράδειγμα αληθινών κυνόδοντων, θα μπορούσε να βοηθήσει τους επιστήμονες να κατανοήσουν καλύτερα πώς λειτουργεί η εξέλιξη.

“Οι κυνόδοντες έχουν εξελιχθεί πολλές φορές, πράγμα που σε κάνει να αναρωτιέσαι πώς – και γιατί; Τώρα έχουμε καλά στοιχεία για τις ανατομικές αλλαγές που πρέπει να συμβούν για την εξέλιξη των κυνοδόντων. Για άλλες ομάδες, όπως οι χοίροι ή οι θαλάσσιοι ίπποι, η κριτική επιτροπή είναι ακόμα εκτός », λέει ο Christian Sidor, επιμελητής στο Πανεπιστήμιο της Ουάσιγκτον. Burke και ένας από τους συγγραφείς της εφημερίδας.

«Αν και είναι πολύ περίεργα ζώα, υπάρχουν κάποια πράγματα σχετικά με τα δικυνοδόντια, όπως η εξέλιξη του κυνόδοντες, αυτό μας λέει για τα θηλαστικά γύρω μας σήμερα», λέει ο Angielczyk. Επιπλέον, όποτε μπορείτε να πείτε ότι τα θηλαστικά δεν είναι ιδιαίτερα, τα δικυνοδόντια το έκαναν πρώτα, αυτή είναι μια καλή μέρα. ”


Η Ταϊλάνδη κατάσχει μεγάλους χαυλιόδοντες ελέφαντα αξίας άνω των 450 χιλιάδων δολαρίων


περισσότερες πληροφορίες:
Synaptic Canine Evolution: Insights from the Tissue of Dicinodont Therapsid Canines, Proceedings of the Royal Society B: Biological Sciences (2021). DOI: 10.1098 / rspb.2021.1670. rspb.royalsocietypublishing.or… .1098 / rspb.2021.1670

το απόσπασμα: Οι οδοντιατρικές εξετάσεις απολιθωμάτων αποκαλύπτουν πώς εξελίχθηκαν για πρώτη φορά οι κυνόδοντες (2021, 26 Οκτωβρίου) Ανακτήθηκε στις 26 Οκτωβρίου 2021 από https://phys.org/news/2021-10-fossil-dental-exams-reveal-tusks.html

Αυτό το έγγραφο υπόκειται σε πνευματικά δικαιώματα. Ανεξάρτητα από οποιαδήποτε δίκαιη συναλλαγή για σκοπούς ιδιωτικής μελέτης ή έρευνας, κανένα μέρος δεν επιτρέπεται να αναπαραχθεί χωρίς γραπτή άδεια. Το περιεχόμενο παρέχεται μόνο για ενημερωτικούς σκοπούς.

READ  Συνδυάστε δύο προσεγγίσεις για την ανάπτυξη της κβαντικής πληροφορικής

Αφήστε μια απάντηση

Η ηλ. διεύθυνση σας δεν δημοσιεύεται. Τα υποχρεωτικά πεδία σημειώνονται με *