Nisäkkäät ovat ainutlaatuisia monella tapaa. Olemme lämminverisiä ja ketteriä verrattuna matelijoihin, mutta on vielä toinenkin ero. Harvardin yliopiston tutkijat Stephanie Pierce ja Katrina Jones ehdottavat, että nisäkkäät ovat ainutlaatuisia toisellakin tavalla: selkärangamme koostumuksella. Tutkimus on julkaistu Science-lehdessä .
Piercen mukaan nisäkkään selkäranka on pohjimmiltaan kuin sarja helmiä narussa, ja jokainen helmi edustaa yhtä luuta, nikamaa. "Useimpien nelijalkaisten eläinten, kuten liskojen, nikamat näyttävät ja toimivat samalla tavalla" , tutkija sanoo.
Nisäkkäiden selkärangat ovat kuitenkin erilaisia. Selkärangan eri osat tai alueet, kuten niska, rintakehä ja alaselkä, saavat hyvin erilaisia muotoja. Ne toimivat erikseen ja voivat siksi mukautua erilaisiin elämäntapoihin, kuten juoksemiseen, lentämiseen, kaivamiseen tai kiipeilyyn.
Nisäkkäät: erikoiskolumnit
Vaikka nisäkkäiden piikit ovat erikoistuneita, niiden taustalla olevien alueiden uskottiin olevan ikivanhoja, ja ne juontavat juurensa varhaisimmista maaeläimistä. Nisäkkäiden uskottiin hyödyntäneen olemassa olevia anatomisia piirustuksia. Uusi tutkimus kuitenkin haastaa tämän ajatuksen tarkastelemalla fossiilihistoriaa.
" Nykyään ei ole eläviä eläimiä, jotka olisivat tallentaneet siirtymisen "liskomaisesta" esi-isästä nisäkkääksi" , Jones sanoo. Hänen mukaansa sen tekemiseksi sinun täytyy sukeltaa fossiilihistoriaan ja tarkastella nisäkkäiden sukupuuttoon kuolleita esiasteita, ei-nisäkässynapsideja.Ei-nisäkässynapsideilla on avain nisäkässpesifisten piirteiden alkuperän ymmärtämiseen, mukaan lukien selkäranka.
Edaphosauruksen, alkukantaisen nisäkäs-esi-isän, rekonstruktio; sen pitkät piikit muodostavat purjeen sen selkään.
Mutta fossiilien tutkiminen ei ole helppoa. Jones sanoo tässä suhteessa, että fossiileja on niukasti ja että sukupuuttoon kuolleiden eläinten, joilla on yli 25 nikamaa, löytäminen on uskomattoman harvinaista. Tämän ongelman ratkaisemiseksi tutkijat kokosivat museokokoelmia ympäri maailmaa tutkiakseen parhaiten säilyneitä noin 320 miljoonaa vuotta sitten eläneiden eläinten fossiileja.
Varhainen muutos nisäkkäiden selkärangoissa oli tärkeä ensimmäinen askel niiden kehityksessä. Ajan myötä selkärangan muutokset mahdollistivat nisäkkäiden kehittymisen lukemattomiksi lajiksi, joita tunnemme nykyään.
Nisäkkäiden selkärangan evoluutio
Tutkijaryhmä tutki fossiilisia nikamia sekä yli 1 000 nikamaa elävistä eläimistä, mukaan lukien hiiret, alligaattorit, liskot ja sammakkoeläimet. He halusivat selvittää, olivatko nisäkkäiden nikama-alueet yhtä vanhoja kuin luullaan vai tekivätkö nisäkkäät jotain ainutlaatuista.
" Jos nikama-alueet olisivat pysyneet muuttumattomina koko evoluution ajan, kuten oletettiin, voisimme olettaa näkevämme ei-nisäkässynapsideissa samat alueet kuin nykyään nisäkkäissä" , Pierce sanoo. Mutta niin ei näytä olevan.
Kun tutkijat vertasivat nikamien sijaintia ja muotoa, he löysivät jotain yllättävää. Selkäranka oli saanut uusia alueita nisäkkäiden evoluution aikana. Varhaisilla ei-nisäkässynapsideilla oli vähemmän alueita kuin elävillä nisäkkäillä.
Noin 250 miljoonaa vuotta sitten olkapäiden ja etujalkojen lähelle kehittyi uusi alue. Dramaattisia muutoksia alkoi näkyä myös muiden kuin nisäkäspeptideinä tunnettujen eläinten eturaajoissa.
Tutkijat uskovat, että nämä samanaikaiset tapahtumat tapahtuivat todennäköisesti olentojen kävellessä ja juoksussa tapahtuneiden muutosten yhteydessä.
Tutkijat uskovat, että nikamien ja lapaluiden muodostavien kudosten välillä on kehityksen aikana jonkinlaista ristipuhelua. He uskovat myös, että tämä vuorovaikutus johti alueen lisäämiseen olkapään lähelle, kun esi-isiemme eturaajat kehittyivät ottamaan uusia muotoja ja toimintoja.
Myöhemmin lantion lähelle ilmestyi alue. Tutkijoiden mukaan juuri tämä viimeinen alue, reunaton lannealue, näyttää pystyvän sopeutumaan parhaiten erilaisiin ympäristöihin.
Nisäkkään selkärangan rakentamisen viimeinen vaihe voi liittyä muutoksiin Hox-geeneissä, jotka ovat tärkeitä selkärangan alueilla niiden kehityksen alkuvaiheessa.
Tässä suhteessa tutkijat ovat pystyneet vetäämään yhteyksiä eläinten luurankojen muutosten ja sukupuuttoon kuolleiden ideoiden välille modernissa kehitysbiologiassa ja genetiikassa. "Tämä yhdistetty lähestymistapa auttaa meitä ymmärtämään, mikä tekee nisäkkäästä nisäkkään" , Jones päättää.
