שלד העור של הסנפירים סייע ביצירת איברי חוליות יבשתיות

שלד העור של הסנפירים סייע ביצירת איברי חוליות יבשתיות
שלד העור של הסנפירים סייע ביצירת איברי חוליות יבשתיות
Anonim

עוד לפני היווצרות האצבעות בגפיים של הטטרפודים, פשטה רשת קרני העור של סנפירים מזוגגים בכמה סננות אונות, מספר הקרניים הללו ירד והצד העליון של הסנפיר רכש הבדלים מהתחתון, לפי להליכי האקדמיה הלאומית למדעים. טרנספורמציות אלה הקלו על חוליות קדומות לנוע על מצע עפר והפכו לשלב חשוב בדרך להיווצרות טטרפודים מרובי אצבעות.

מבנה החוליות בבואם לנחיתה השתנה מאוד, ואולי השינויים הטובים ביותר עברו את איבריהם. אם אצל דגים מדובר בסנפירים עם קרני עצם ועור רבות, אז בטטרפודים (זהו שם נפוץ לכל החולייתנים היבשתיים, כולל ציפורים), אין קרניים בגפיים, אבל יש אצבעות.

כאשר בוחנים את התפתחות הגפיים, לרוב שמים לב לקרניים הגרמיות בסנפירים של דגים עם סנפיר אונות, אבותיהם לכאורה של הטטרפודים. קרני העור נלמדות בהרבה פחות פרטים. הם נשמרים גרוע יותר, ולפעמים הם אף מוסרים משרידי המאובנים כך שהאלמנטים הגרמיים של הסנפירים נראים טוב יותר.

תמונה
תמונה

הסנפיר של טיקטליק. קרניים גב (בצד הגבי), כחול - קרניים גחון (בצד הגחון) מוצגות בכתום.

לעומת זאת, פליאונטולוגים מאוניברסיטת שיקגו, אוניברסיטת וויסקונסין בפארקסייד ואוניברסיטת דרקסל, בראשות ניל שובין, החליטו להשוות את פרטי מבנה קרני העור של סנפירים של בעלי חיים הקרובים לטטרפודים הראשונים. לשם כך הם השתמשו במיקרוטומוגרפיה ממוחשבת.

מדענים עשו שורה של חתכים וירטואליים של סנפירים החזה של שרידי מבוגרים וצעירים של סאוריפטרוס טיילורי, אוסטנופטרון פורדי ו טיקטאליק רוזאה. מינים אלה מכונים tetrapodomorphs - קבוצה הכוללת צורות מעבר לכאורה מדגים עם סננות אונות לטטרפודים (ואת הטטרפודים עצמם). סאוריפטרוס נחשב לעתיק והפרימיטיבי ביותר מבין השלושה, טיקטאליק למתקדם ביותר ודמוי הטטראפוד.

Image
Image

הנופים הנחקרים כפי שראה האמן. מלמעלה למטה: Sauripterus taylori, Eusthenopteron foordi, Tiktaalik roseae. קרני הגב של סנפיר החזה מוצגות בכתום, קרני הגחון בכחול.

החוקרים התמקדו במיקום היחסי של קרני העור והגרמיות של סנפירים החזה. הם קבעו כיצד ממוקמים קרניים אלה ביחס לעצמות, העריכו את מספרן ואורכן.

התברר שככל שהמין קרוב יותר לטטרפודים כך פחות קרני העור בסנפירים החזה שלו. מה שעוד יותר מעניין הוא שלקרני העור של הצד הגבי (הגבי) והגחון (הגחון) של הסנפירים האלה אורכים שונים והם "מונחים" על הקרניים הגרמיות בדרגות שונות. אסימטריה זו בולטת ביותר ב- Tiktaalik, ולפיו הציעו המחברים כי בעל חיים זה היה בעל מראה תפקודי של כפות הידיים, כלומר הצד התחתון של סנפיר החזה נושא הרבה שרירים.

ככל הנראה, שרירי "כף היד" של טיקטאליק סייעו לו להידחק מהקרקעית הבוצית של גופי מים רדודים, שם חי כביכול, ואף לבצע תנועות קצרות ביבשה. בעבר לא נחקרה בפירוט הא -סימטריה של הצד הגבי והגחון של סנפירים משויכים באלה שטרם עלו לחוף וללא אצבעות.

לדגים הטלסטיים הבנטיים המודרניים יש גם הבדלים בסידור הקרניים מצדדים שונים של סנפיר החזה. זה חשוב מכיוון שהגפיים של מי שנשאר קרוב לתחתית חווים לחצים דומים לאלה של אלה שמנסים ללכת על היבשה או במים רדודים מאוד. כל הדגים האלה צריכים להידחק ממצע קשה, וזה יכול להיעזר בשרירים בצד הגחון של הסנפיר.המחברים מזכירים כי יש לקחת זאת בחשבון כאשר בוחנים את הופעתם של חוליות ביבשה; לכן, אין זה נכון להגביל את עצמנו להתייחס רק לקרני הגרמי של סנפירים של טטראפודומורפים.

בשנת 2016, ניל שובין ועמיתיו הראו כי אותם גנים אחראים להיווצרות קרניים בסנפירים של טלאוסטים כמו להיווצרות אצבעות בטטרפודים. הם שיערו שאצבעותיהם של חוליות יבשתיות נוצרות מאותם מבנים שמהם מופיעות קרני סנפיר בדגים. לאחר מכן הניסויים בוצעו בדגי הזברה החיים.

מוּמלָץ: