Węże porzuconych kończyn, aby dostosować się do sposobu życia w grzebaniu • Julia Kondratenko • Wiadomości naukowe o "elementach" • Zoologia, paleontologia, ewolucja

Węże porzucone kończyny, aby przystosować się do życia w kopaniu

Ryc. 1. Powyżej – położenie kości ucha wewnętrznego w czaszce węża (pokazano pomarańczowy). Na dole – próbki struktur ucha wewnętrznego w wiodących wężach (od lewej do praweja) styl życia w wodzie, ziemi i grzebaniu; Przedsionek – próg. Rysunek z omawianego artykułu wPostępy w nauce

Pochodzenie węży nie jest w pełni rozwiązanym pytaniem. Niektórzy naukowcy uważają, że węże straciły kończyny, aby prowadzić życie kopiące, podczas gdy inne uważają, że węże przystosowały się do życia w środowisku wodnym. Na korzyść pierwszego punktu widzenia, nowy argument. Naukowcy wykazali, że ucho wewnętrzne węża, które żyło 90 milionów lat temu, jest podobne do ucha wewnętrznego współczesnych węży, prowadząc sposób kopania życia, a nie lądowe czy wodne. Specjalna struktura ucha wewnętrznego węży pomaga lepiej wyczuć drgania gleby o niskiej częstotliwości.

Węże wyróżniają się ostro na tle innych kręgowców z pełnym (lub prawie całkowitym) brakiem kończyn. Naukowcy od dawna argumentowali, jakie czynniki doprowadziły do ​​pojawienia się zwierząt o tak niezwykłym kształcie ciała. Błaga dwie wersje. Po pierwsze, węże straciły kończyny, próbując stać się jak robaki, aby przystosować się do życia w glebie.Po drugie węże podążyły ścieżką węgorzy i innych podobnych ryb o podłużnym ciele przystosowanym do pływania. Dobrze zachowany szkielet starożytnego przedstawiciela tej grupy pomoże zrozumieć pochodzenie węża: dzięki proporcji długości ogona i części tułowia kręgosłupa można określić, do którego siedliska przystosował się wąż. Niestety, starożytne szkielety bardzo rzadko czekają na nietkniętych paleontologów. Jest zatem interesujące, że autorzy ostatniego artykułu w czasopiśmie Nauka odkrył genialny sposób przewidywania siedlisk węży, nawet ze źle zachowanych szczątków.

Naukowcy zwrócili uwagę na strukturę ucha wewnętrznego węży. Ten złożony narząd pomaga zwierzęciu w orientacji w przestrzeni, reagując nie tylko na słuch, ale także na poczucie równowagi. Logiczne było założenie, że w zależności od siedliska węża struktura jego ucha wewnętrznego może się różnić. Korzystając z tomografii rentgenowskiej, naukowcy skanowali strukturę ucha wewnętrznego z 34 nowoczesnych i kopalnych węży.

Okazało się, że węże żyjące w glebie mają wyraźne cechy struktury ucha wewnętrznego, które odróżniają je od węży wodnych i lądowych węży (ryc. 1).Grzebiące węże miały szczególnie duży przedsionek, część ucha wewnętrznego, w którym otwiera się organ słuchu (ślimak) i narząd równowagi składający się z półkolistych kanalików. Przedsionek ucha wewnętrznego węży ziemnych był niemal sferyczny i zajmował całą objętość, która była ograniczona przez półkoliste kanaliki. Co ciekawe, węże, które zwykle prowadzą ziemski tryb życia, ale mogą być zakopane w ziemi, jeśli zakłócony, próg został również przedłużony, ale nadal nie tak duży, jak stałych mieszkańców gleby. Naukowcy sugerują, że duży przedsionek ucha wewnętrznego pomaga wężom dostroić się do percepcji wibracji o niskiej częstotliwości w glebie.

Urządzenie ucha wewnętrznego węży prowadzące ziemski tryb życia i węży – mieszkańców środowiska wodnego było dość podobne, ale mimo to dokładna analiza współrzędnych trójwymiarowych umożliwiła rozróżnienie narządów przedstawicieli tych dwóch grup. Zgodnie ze strukturami ucha wewnętrznego, węże podzielono na grupy w zależności od siedliska, a nie na ich filogenetyczną przynależność lub na przykład na wielkość ciała. Okazuje się, że nawet jeśli znamy tylko strukturę ucha wewnętrznego węża, nadal można przewidzieć, z jakim prawdopodobieństwem środowisko, w którym zwierzę żyło.

Biorąc pod uwagę te wyniki, naukowcy postanowili określić siedlisko węża przez kości ucha wewnętrznego. Dinilysia patagonicażyjący w górnej kredzie, około 90 milionów lat temu (patrz H. Zaher i C. Scanferla, 2012. Czaszka górnokredowego węża Dinilysia patagonica Smith-Woodward, 1901, i ponownie zmieniono jego pozycję filogenetyczną). Został znaleziony w Argentynie i po raz pierwszy opisany w 1901 r. (A. Woodward, 1901. Na temat niektórych wymarłych gadów z Patagonii, z Miolania, Dinilysiai Genyodectes) i wciąż nie ma zgody co do dokładnego miejsca w klasyfikacji – jednak jest już jasne, że Dinilysia patagonica znajdował się gdzieś u podstawy drzewa filogenetycznego współczesnych węży. Cały szkielet nie został zachowany, ale kości ucha wewnętrznego znaleziono w dobrym stanie (ryc. 2), więc naukowcy byli w stanie je zeskanować i porównać ze strukturami ucha wewnętrznego węży znanych siedlisk. Okazało się, że ucho wewnętrzne Dinilysia patagonica wyraźnie zawarte w tej samej grupie co ciała węży. Naukowcy nawet dokładnie oszacowali prawdopodobieństwo, z jakim ich model przewidywał sposób życia tego pradawnego węża – 93,4%. Dinilysia patagonica obecnie można go uważać za największego w historii węża z kopytami (jego długość wynosi 1,8 m): wcześniej znani przedstawiciele tej grupy osiągali zaledwie 1,6 m długości, a nowoczesne węże wykopaliskowe są krótsze niż jeden metr.

Ryc. 2 Czaszka Dinilysia Patagonica z Argentyńskiego Muzeum Nauk Przyrodniczych (Museo Argentino de Ciencias Naturales), którego użyto do budowy modelu 3D ucha wewnętrznego. A, B, C, D i E – widok z góry, z dołu, z prawej strony, z lewej iz tyłu. Zdjęcie z H. Zaher i C. Scanferla, 2012. Czaszka górnokredowego węża Dinilysia patagonica Smith-Woodward, 1901, i ponownie zmieniono jego pozycję filogenetyczną

Dla tych, którzy nadal w to wątpią Dinilysia patagonica należał do przodków nowoczesnych węży, a nie do siostrzanej gałęzi, naukowcy postanowili osobno zbudować modele wewnętrznego przodka współczesnych węży. Aby to zrobić, naukowcy połączyli zbudowane modele ucha wewnętrznego, biorąc pod uwagę miejsce każdego z węży w aktualnie przyjętej klasyfikacji. Im dalej wąż pochodzi od ostatniego wspólnego przodka węża, tym mniej wkładu jego wewnętrzny model ucha do modelu ucha wewnętrznego wspólnego przodka. Nieco zmieniając parametry kombinacji, naukowcy zbudowali dwa możliwe modele ucha wewnętrznego ostatniego wspólnego przodka współczesnych węży. Sądząc po skonstruowanych modelach, to hipotetyczne zwierzę również prowadziło do kopania stylu życia.

Źródło: Hongyu Yi i Mark Norell. Grzebiące pochodzenie nowoczesnych węży // Postępy w nauce. 2015. V. 1. Nie. 10. P. e1500743. DOI: 10.1126 / sciadv.1500743.

Zobacz także:
Meghan Rosen. Węże wyewoluowały z grzebiącego przodka, nowe dane sugerują, że: ScienceNews. 27 listopada 2015 r.

Julia Kondratenko


Like this post? Please share to your friends:

;-) :| :x :twisted: :smile: :shock: :sad: :roll: :razz: :oops: :o :mrgreen: :lol: :idea: :grin: :evil: :cry: :cool: :arrow: :???: :?: :!: