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Studie untersucht, wie Säugetier-Backbones im Laufe der Evolution verändert

So gut wie jeder Grundschüler können die Eigenschaften rattern, die Säugetiere besonders machen: Sie sind warmblütige, haben Fell oder Haare, und fast alle sind lebend geboren. Eine neue Studie legt nahe, Säugetiere in einer weiteren Möglichkeit sind einzigartig - das Make-up ihrer Stacheln (wie sie ihre Backbones geändert).

Angeführt von Associate Professor für Organismische und Evolutionäre Biologie und Kurator der Paläontologie der Wirbeltiere Stephanie Pierce und Postdoc Katrina Jones, Die Studie wendet sich gegen die Vorstellung, dass die Spezialisierung in Säugetier-Backbones zu den ältesten Landtieren stammt. Die Forschung ist in einem September beschrieben Papier- in der Wissenschaft.

„Die Wirbelsäule ist im Grunde wie eine Reihe von Perlen auf einer Schnur, wobei jeder Wulst einen einzelnen Knochen darstellt - ein Wirbel,“Sagte Pierce. „In den meisten Vierbeiner, wie Eidechsen, die Wirbel alle aussehen und die gleiche Funktion. Aber Säugetier-Backbones sind unterschiedlich. Die verschiedenen Abschnitte oder Bereiche der Wirbelsäule - wie der Hals, Thorax, und den unteren Rücken - nehmen auf sehr verschiedene Formen. Sie funktionieren getrennt und so auf unterschiedliche Lebensweisen anpassen, wie laufen, fliegend, Graben, und Klettern.“

Um zu verstehen, wie diese spezialisierten Regionen kamen zu sein, Pierce und Jones habe daran gedacht, den Fossilien zurück zu blicken.

„Es gibt keine Tiere heute noch am Leben, die den Übergang von einem‚Reptil-like‘Vorfahren an ein Säugetier aufnehmen können“, sagte Jones, der Hauptautor der Studie. „Um dies zu erreichen müssen wir in den Fossilien tauchen und an den erloschenen Vorläufer der Säugetiere aussehen, der Nicht-Säuger Synapsiden.“

Aber Fossilien zu studieren ist nicht einfach.

Edaphosaurus

Die Rekonstruktion des Edaphosaurus, ein primitives Säugetier Vorfahr. Das Rückgrat hat unglaublich lange Stacheln, Bilden eines Segels entlang dem Rücken.

Stephanie E. Pierce / Harvard Museum für vergleichende Zoologie

„Fossilien sind rar und die Suche nach ausgestorbenen Tiere mit allen 25-plus Wirbel anstelle unglaublich ist, unglaublich selten,“Jones erklärt. Zur Bewältigung dieses Problems, die Forscher Museumssammlungen gekämmt aus der ganzen Welt, die am besten erhaltenen Fossilien von einigen zu studieren 320 Millionen Jahren.

Pierce und Jones, zusammen mit Co-Autor Ken Angielczyk vom Field Museum in Chicago, sucht Dutzende von fossilen Stacheln, sowie mehr als 1,000 Wirbel von lebenden Tieren, einschließlich Mäuse, Alligatoren, Eidechsen, und Amphibien.

Das Ziel war, zu testen, ob Säugetier spinale Regionen so alt waren wie bisher angenommen, oder wenn Säugetiere tun etwas Einmaliges.

„Wenn Wirbel Regionen waren unveränderlich durch die Evolution bleiben, als vermutet, wir erwarten würden die gleichen Regionen in dem Nicht-Säuger Synapsiden zu sehen, die wir heute bei Säugetieren sehen,“Sagte Pierce.

Alles deutet darauf hin, dass nicht der Fall ist. Im Vergleich die Forscher die Positionierung und die Form der Wirbel, sie fand etwas überraschend - die Wirbelsäule gewonnen Regionen während Säugetier Evolution.

„Die ersten Nicht-Säuger-Synapsiden hatten weniger Regionen als lebende Säugetiere.“ Jones erklärt.

Um 250 Millionen Jahren, eine neue Region entwickelte sich in unmittelbarer Nähe zu den Schultern und Vorderbeinen, so dramatische Veränderungen begannen in den vorderen Gliedmaßen von Tieren als Nicht-Säuger-Therapsiden bekannt zu erscheinen. Diese gleichzeitigen Änderungen, Pierce und Jones glauben, wahrscheinlich trat in Verbindung mit Änderungen, wie Kreaturen ging und lief.

„Es scheint bei der Entwicklung zwischen den Geweben eine Art von Übersprechen zu sein, der die Wirbel und das Schulterblatt bilden,“Pierce sagte. „Wir vermuten, dass diese Wechselwirkung in der Zugabe einer Region nahe der Schulter geführt als die vorderen Gliedmaßen unserer Vorfahren auf neue Formen und Funktionen zu übernehmen entwickelt.“

Später, eine Region, entstand in den Vorfahren der modernen Säugetiere in der Nähe des Beckens.

„Es ist diese letzte Region, die rippenlosen Lumbalbereich, das scheint die meisten an verschiedene Umgebungen anpassen,“Hinzugefügt Pierce. Der letzte Schritt in dem Säugetier-Backbone Gebäuden kann zu Veränderungen verknüpft wird in Hox Gene, die genetischen Bauplan für Wirbelsäule Regionen in der Entwicklung früh Auslegen.

„Was ich denke, ist spannend hier ist, dass wir in der Lage gewesen, Verbindungen zwischen Änderungen an den Skeletten ausgestorbener Tiere und Ideen von der modernen Entwicklung und Genetik zu machen,“Jones sagte. „Dieser kombinierte Ansatz hilft uns zu verstehen, was ein Säugetier macht ein Säugetier.“

„Säugetiere können auf den Kontinenten und in den Ozeanen auf der ganzen Welt zu finden,“, Sagte Dena Smith, Programmdirektor in der Division National Science Foundation of Earth Sciences, die finanzierte die Forschung. „Ein Blick in die antike Vergangenheit, eine frühe Änderung Wirbelsäulen bei Säugetieren war ein wichtiger erster Schritt in ihrer Entwicklung. Veränderungen der Wirbelsäule im Laufe der Zeit erlaubt Säugetiere in den unzähligen Arten zu entwickeln, die wir heute kennen.“

Diese Forschung wurde mit finanzieller Unterstützung der National Science Foundation und einer AAA Postdoctoral Fellowship.


Quelle:

news.harvard.edu durch

Über Marie

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