Estudio examina cómo cambian las espinas dorsales de mamíferos durante la evolución
Casi cualquier estudiante de escuela primaria puede confundir de las características que hacen especial mamíferos: Son animales de sangre caliente, tienen piel o el cabello, y casi todos son nacidos vivos. Un estudio reciente sugiere que los mamíferos son únicos en una forma más - la composición de sus espinas (cómo cambian sus esqueletos).
Dirigido por el profesor asociado de Organísmica y Biología Evolutiva y curador de paleontología de vertebrados Stephanie Pierce y el investigador postdoctoral Katrina Jones, el estudio desafía la noción de que la especialización en redes troncales de mamíferos se remonta a los primeros animales terrestres. La investigación se describe en la de un septiembre papel La investigación se describe en un número de septiembre.
“La columna vertebral es básicamente igual que una serie de cuentas de un collar, con cada perla que representa un solo hueso - una vértebra,”, Dijo Pierce. “En la mayoría de los animales de cuatro patas, como lagartos, todas las vértebras se ven y funcionan de la misma. Pero columnas vertebrales de mamíferos son diferentes. Las diferentes secciones o regiones de la columna vertebral - como el cuello, tórax, y la espalda baja - asumir formas muy diferentes. Funcionan por separado y por lo que puede adaptarse a diferentes estilos de vida, como correr, volador, excavación, y subiendo “.
Para entender cómo esas regiones especializadas llegaron a ser, Pierce y Jones decidieron mirar hacia atrás en el registro fósil.
“No hay animales vivos hoy en día que puede grabar la transición de un ancestro‘reptil parecido’a un mamífero”, dijo Jones, el autor principal del estudio. “Para hacer eso hay que sumergirse en el registro fósil y mirar los precursores extinta de mamíferos, los sinápsidos no mamíferos “.
Sin embargo, el estudio de los fósiles no es fácil.
Reconstrucción de Edaphosaurus, un ancestro mamífero primitivo. La columna vertebral tiene espinas increíblemente largas, la formación de una vela a lo largo de la espalda.
Stephanie E. Pierce / Museo de Zoología Comparada de Harvard
“Los fósiles son escasos y encontrando animales extintos con todas las vértebras 25-plus en lugar es increíblemente, increíblemente raro,”Explicó Jones. Para hacer frente a este problema, los investigadores peinadas colecciones de museos de todo el mundo para el estudio de los fósiles más perfecto estado de conservación de algunos 320 Hace millones de años.
Pierce y Jones, junto con el co-autor Ken Angielczyk del Museo Field de Chicago, examinados docenas de espinas fósiles, así como más de 1,000 vértebras de animales vivos, incluyendo ratones, caimanes, lagartos, y anfibios.
El objetivo era probar si las regiones de la columna vertebral de mamíferos eran tan antiguo como se pensaba anteriormente, o si los mamíferos estaban haciendo algo único.
“Si las regiones vertebrales habían permanecido inalterable a través de la evolución, como hipótesis, esperaríamos ver las mismas regiones en las sinápsidos no mamíferos que vemos en los mamíferos de hoy,”, Dijo Pierce.
La evidencia sugiere que no es el caso. Cuando los investigadores compararon el posicionamiento y la forma de las vértebras, encontraron algo sorprendente - las regiones de la columna vertebral adquirida durante evolución de los mamíferos.
“Los sinápsidos no mamíferos más antiguos tenían un menor número de regiones que los mamíferos que viven.” Explica Jones.
Alrededor 250 Hace millones de años, una nueva región se desarrolló en las proximidades de los hombros y patas delanteras, como empezaron a aparecer en las extremidades delanteras de los animales no mamíferos conocidos como terápsidos cambios dramáticos. Esos cambios simultáneos, Pierce y Jones creen, probablemente ocurrió en conjunción con los cambios en la forma caminaron criaturas y corrió.
“Parece que hay algún tipo de interferencias durante el desarrollo entre los tejidos que forman las vértebras y el omóplato,”, Dijo Pierce. “Nuestra hipótesis es que esta interacción dio lugar a la adición de una región cerca del hombro, como las extremidades anteriores de nuestros ancestros evolucionaron a asumir nuevas formas y funciones.”
Luego, una región surgió en el ancestro de los mamíferos modernos cerca de la pelvis.
“Es esta última región, la región lumbar sin nervio, que aparece para adaptarse más a diferentes ambientes,”Añadió Pierce. Ese paso final en la construcción de la columna vertebral mamífero puede estar vinculado a los cambios en Hox genes, el mapa genético para el tendido de las regiones de la columna vertebral en el desarrollo temprano.
“Lo que creo que es interesante aquí es que hemos sido capaces de establecer conexiones entre los cambios a los esqueletos de animales extintos e ideas de desarrollo moderno y la genética,”Dijo Jones. “Este enfoque combinado nos ayuda a entender lo que hace un mamífero un mamífero.”
“Los mamíferos se pueden encontrar tanto en continentes como en los océanos de todo el mundo,”Dijo Dena Smith, un director de programa en la División de Ciencias de la Tierra de la Fundación Nacional de Ciencia, que financió la investigación. “Mirando al pasado remoto, un cambio temprano en columnas vertebrales de los mamíferos fue un importante primer paso en su evolución. Los cambios en la columna vertebral más de mamíferos tiempo permitido para desarrollar en las miles de especies que conocemos hoy en día “.
Esta investigación fue apoyada con fondos de la National Science Foundation y una beca posdoctoral AAA.
Fuente:
news.harvard.edu por Peter Reuell
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