Estudo examina como backbones mamíferos mudaram durante a evolução
Apenas sobre qualquer estudante da escola primária pode recitar as características que tornam mamíferos especial: Eles são de sangue quente, têm a pele ou cabelo, e quase todos são nascidos vivos. Um novo estudo sugere mamíferos são únicos em mais uma maneira - a composição de suas espinhas (como seus backbones mudou).
Liderado pelo Professor Associado de Organismic e Biologia Evolucionária e curador de Paleontologia de Vertebrados Stephanie Pierce e pesquisador de pós-doutorado Katrina Jones, o estudo desafia a noção de que a especialização em backbones de mamíferos remonta aos primeiros animais terrestres. A pesquisa é descrita em um setembro papel em ciência.
“A coluna vertebral é, basicamente, como uma série de contas em uma corda, com cada grânulo representando um único osso - uma vértebra,”Disse Pierce. “Na maioria dos animais de quatro patas, como lagartos, as vértebras todos parecem e funcionam da mesma. Mas backbones mamíferos são diferentes. As diferentes seções ou regiões da coluna - como o pescoço, tórax, e inferior das costas - assumir formas muito diferentes. Eles funcionam separadamente e assim pode se adaptar a diferentes formas de vida, como correr, vôo, escavação, e subindo.”
Para entender como essas regiões especializadas veio a ser, Pierce e Jones decidiram olhar para trás no registro fóssil.
“Não há animais vivos hoje que pode gravar a transição de um ancestral‘réptil-like’a um mamífero”, disse Jones, o principal autor do estudo. “Para isso temos de mergulhar no registro fóssil e olhar para os precursores extinta de mamíferos, os sinapsídeos não mamíferos “.
Mas estudar fósseis não é fácil.
Reconstrução do edaphosaurus, um antepassado mamífero primitivo. A espinha dorsal tem espinhos incrivelmente longos, a formação de uma vela ao longo da sua parte traseira.
Stephanie E. Pierce / Museu Harvard of Zoology Comparativo
“Os fósseis são escassos e encontrar animais extintos com todas as vértebras 25-plus no lugar é incrivelmente, incrivelmente rara,”Jones explicou. Para resolver este problema, os pesquisadores penteadas coleções de museus de todo o mundo para estudar os fósseis mais perfeitamente preservados de alguns 320 milhões de anos atrás.
Pierce e Jones, junto com o co-autor Ken Angielczyk do Museu Field do Chicago, dezenas examinados de espinhas fósseis, bem como mais de 1,000 vértebras de animais vivos, incluindo murganhos, jacarés, lagartos, e anfíbios.
O objetivo foi testar se as regiões da coluna vertebral mamíferos eram tão antiga quanto se pensava, ou se os mamíferos estavam fazendo algo único.
“Se regiões vertebrais tinha permanecido imutável através da evolução, como hipótese, que seria de esperar para ver as mesmas regiões nas sinapsídeos não mamíferos que vemos em mamíferos hoje,”Disse Pierce.
A evidência sugere que não é o caso. Quando os pesquisadores compararam o posicionamento e forma das vértebras, eles descobriram algo surpreendente - as regiões da coluna adquirida durante a evolução dos mamíferos.
“Os primeiros sinapsídeos não mamíferos tinham menos regiões de mamíferos vivos.”, Explicou Jones.
Por aí 250 milhões de anos atrás, uma nova região evoluiu em estreita proximidade com os ombros e pernas dianteiras, como mudanças dramáticas começaram a aparecer nos membros anteriores de animais conhecidos como therapsids não mamíferos. Essas mudanças simultâneas, Pierce e Jones acreditam, provavelmente ocorreu em conjunto com mudanças na forma como criaturas caminhavam e corriam.
“Parece haver algum tipo de conversas cruzadas durante o desenvolvimento entre os tecidos que formam as vértebras e a escápula,”Pierce disse. “Nossa hipótese é que essa interação resultou na adição de uma região perto do ombro como os membros anteriores de nossos ancestrais evoluíram para assumir novas formas e funções.”
Mais tarde, uma região surgiu no ancestral dos mamíferos modernos perto da pelve.
“É esta última região, a região lombar ribless, que aparece para se adaptar mais a diferentes ambientes,”Acrescentou Pierce. Esse passo final na construção do mamífero backbone pode estar ligado a mudanças na Hox genes, o código genético para colocar para fora as regiões da coluna no início do desenvolvimento.
“O que eu acho que é empolgante aqui é que temos sido capazes de fazer conexões entre as mudanças para os esqueletos de animais extintos e idéias de desenvolvimento moderno e genética,”Jones disse. “Esta abordagem combinada está nos ajudando a entender o que faz um mamífero um mamífero.”
“Mamíferos podem ser encontrados nos continentes e nos oceanos de todo o mundo,”, Disse Dena Smith, um diretor de programa na Divisão de Ciências da Terra da National Science Foundation, que financiou a pesquisa. “Olhando para o passado antigo, uma alteração precoce em colunas vertebrais de mamíferos era um primeiro passo importante na sua evolução. Alterações na coluna vertebral mais de mamíferos de tempo permitido para se tornar a miríade de espécies que conhecemos hoje.”
Esta pesquisa foi apoiada com financiamento da National Science Foundation e um AAA pós-doutorado.
Fonte:
news.harvard.edu por Peter Reuell
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