• Artykuły
  • Forum
  • Ciekawostki
  • Encyklopedia
  • Badania pokazują powiązanie między mózgiem przodka a ewolucją

    05.10.2011. 11:37
    opublikowane przez: Redakcja Naukowy.pl

    Biologowie przyznają, że pojawienie się pełnych szczęk odgrywa zasadniczą rolę w historii naszej ewolucji, niemniej do tej pory nie byli w stanie udowodnić tego na podstawie skamielin. Międzynarodowy zespół naukowców sugeruje, że reorganizacja mózgu i organów czuciowych może rzucić światło na sukces ewolucyjny kręgowców (zwierząt z kręgosłupem). W trakcie badań, których wyniki zaprezentowano w czasopiśmie Nature, przyjrzano się bliżej mózgowi skamieniałej, bezszczękowej ryby liczącej 400 mln lat, która jest ewolucyjnym łącznikiem między współczesnymi kręgowcami bezszczękowymi a szczękowymi. Prace zostały dofinansowane z budżetu Siódmego Programu Ramowego (7PR) UE.

    Naukowcy z Chin, Francji, Szwajcarii i Wlk. Brytanii zbadali strukturę głowy prymitywnej ryby bezszczękowej z klasy galeaspida za pomocą wysokoenergetycznej wiązki promieni rentgenowskich w Swiss Light Source, Instytut im. Paula Scherrera (PSI) w Szwajcarii. Prace umożliwiły pokazanie kształtu mózgu i organów czuciowych osobnika.

    Profesor Marco Stampanoni z PSI, współautor raportu z badań, zauważa: "Wykorzystaliśmy akcelerator cząstek zwany synchrotronem jako źródło promieniowania rentgenowskiego w celu przeprowadzenia nieniszczącej mikroskopii 3D próbki. Umożliwiło to nam wykonanie doskonałego modelu komputerowego skamieliny, który mogliśmy pociąć w dowolny sposób, bez uszkadzania w jakikolwiek sposób samej skamieliny. W innym przypadku nigdy nie uzyskalibyśmy pozwolenia na zbadanie skamieliny!"

    "Mogliśmy zobaczyć ścieżki wszystkich żył, nerwów i arterii, które znajdowały się w mózgu tych niezwykłych skamielin" - wyjaśnia naczelny autor Gai Zhi-kun z Uniwersytetu w Bristolu w Wlk. Brytanii i z Instytutu Paleontologii i Paleoantropologii Kręgowców (IVPP) w Chinach. "Były one wyposażone w mózgi podobne do współczesnych rekinów - ale nie miały szczęk. Udało nam się wykazać, że mózg kręgowców przeszedł reorganizację przed ewolucyjnym pojawieniem się szczęk."

    Wypowiadając się na temat wyników uzyskanych w toku badań, profesor Philip Donoghue, jeden ze współautorów raportu, z Wydziału Nauk o Ziemi Uniwersytetu w Bristolu, stwierdził: "W embriologii współczesnych kręgowców, szczęki rozwijają się z komórek macierzystych, które migrują do przodu z tyłomózgowia i w dół między kształtującymi się nozdrzami. Tak się nie dzieje i nie może się stać w przypadku współczesnych kręgowców bezszczękowych, ponieważ mają one pojedynczy organ nosowy, który po prostu w tym przeszkadza."

    Zdaniem naukowców ich odkrycia przyniosły potrzebne odpowiedzi.

    "To pierwsza realna przesłanka etapów, które doprowadziły do ewolucyjnego pochodzenia kręgowców szczękowych, na które skamielina dostarcza nam niezbitego dowodu" - mówi profesor Min Zhu z IVPP.

    Jednym z wyzwań, z jakim naukowcy musieli się zmierzyć w czasie rozwiązywania tej ewolucyjnej zagadki był brak dostępnej technologii potrzebnej do przeprowadzenia prac.

    Jak mówi współautor profesor Philippe Janvier z Muséum national d'Histoire naturelle w Paryżu, we Francji: "Badania były wstrzymywane przez całe dekady w oczekiwaniu na technologię, która pozwoli nam zajrzeć do wnętrza skamieliny nie niszcząc jej." Podkreśla, że naukowcy, mimo różnych dziedzin specjalizacji, nie byliby w stanie przeprowadzić tych badań i uzyskać niezbędnych wyników, jeżeli nie współpracowaliby ze sobą.

    Za: CORDIS

    Czy wiesz ĹĽe...? (beta)
    Kidzina – wał plażowy utworzony przez organiczne szczątki wyrzucone przez fale na brzeg morza. Składa się głównie ze szczątków wodorostów morskich. Oprócz tego może zawierać szczątki zwierzęce, np. martwe ryby lub meduzy, muszle, a także bursztyn i szczątki pochodzące pierwotnie z lądu (np. drewno, szczątki lądowych bezkręgowców). Bezżuchwowce, bezszczękowce (łac. Agnatha, czyt. agnata) – nadgromada prymitywnych, pozbawionych szczęk kręgowców wodnych, do której należą minogokształtne i śluzicokształtne oraz wymarłe rzędy kostnopancernych, Heterostraci, Coelolepida. Żuchwowce, szczękowce, szczękouste (Gnathostomata) – grupa kręgowców (Vertebrata) tradycyjnie definiowana jako obejmująca wszystkie kręgowce mające szczęki. Nazwę Gnathostomata można również zdefiniować jako odnoszącą się do kladu obejmującego ostatniego wspólnego przodka celakantokształtnych i płazów bezogonowych i wszystkich jego potomków lub ostatniego wspólnego przodka spodoustych i płazów bezogonowych i wszystkich jego potomków, jednak zdaniem Martina i Bentona taki klad jest mało interesujący z ewolucyjnego punktu widzenia – w przeciwieństwie do kladu obejmującego wszystkie zwierzęta mające szczęki. Analizy molekularne sugerują, że żuchwowce wyewoluowały około 528 mln lat temu.

    Łuki skrzelowe – chrzęstne lub kostne elementy wchodzące w skład szkieletu trzewioczaszki kręgowców, występują w różnej liczbie. U wszystkich kręgowców pierwsza para łuków skrzelowych przekształca się w szczęki, reszta pełni odmienne funkcje u różnych zwierząt np.: u ryb z drugiej pary łuków skrzelowych powstał aparat gnykowo-żuchwowy (kość gnykowa i chrząstka żuchwowa) podtrzymujący szczęki, a pozostałe łuki skrzelowe stanowią podparcie dla skrzeli. U wszystkich kręgowców lądowych łuki skrzelowe występują w stadium embrionalnym, następnie podlegają różnorodnym przekształceniom, m.in.: w kostki słuchowe ucha środkowego, elementy szkieletu języka i górnych dróg oddechowych. Ventastega curonica − wymarły gatunek kręgowca, żyjącego w okresie końcowego dewonu, około 365 milionów lat temu. Było to jedno z ogniw łączących łańcuch ewolucyjny ryb i kręgowców lądowych. Pokrojem ciała zwierzę przypominało aligatora, jednak najprawdopodobniej jest boczną, wymarłą gałęzią wczesnych kręgowców. Szczątki Ventastegi odnaleziono na terenie Łotwy w 2008 roku.

    Succinodon putzeri był uznawany za gatunek dinozaura, którego nazwa oznacza ,,wąska szczęka". Został opisany przez Friedricha von Huene w 1941 na podstawie skamieliny, którą uznał za szczękę zauropoda z rodziny Titanosauridae. Odkryto ją w wczesnokredowych skałach miejscowości Bochotnica obok Warszawy (Polska). Przez ok. czterdzieści lat Succinodon był traktowany jako jedyna znana skamielina dinozaura z Polski. Jednak przeprowadzone w 1981 przez Krystynę Pożaryską i Halinę Pugaczewską wykazała, że rzekoma szczęka succinodona jest naprawdę kawałkiem sfozylizowanego drewna z przyczepionymi małżami. Tafonomia (gr. taphos – pogrzeb, mogiła; nomos – prawo) - nauka badająca pośmiertny los szczątków organicznych, zarówno współczesnych (szczątki subfosylne), jak i kopalnych (skamieniałości). Pojęcie tafonomia wprowadził paleontolog rosyjski Ivan Efremov w 1940 roku.

    Lametazaur (Lametasaurus indicus) – nazwa nadana chimerze złożonej ze szczątków kilku zwierząt. Nazwa "Lametasaurus" oznacza "jaszczur z formacji Lamet" i odnosi się do leżącej w Dżabalpur w Indiach formacji, w której odkryto szczątki tego domniemanego dinozaura. Holotyp składa się z fragmentów pancerza ankylozaura lub tytanozaura, zębów krokodyla i szczątków teropodów. Został opisany przez Matleya w 1921 jako teropod. Inne skamieliny przypisywane niegdyś lametazaurowi uważa się obecnie za należące do radżazaura. Ponieważ Lametasaurus okazał się chimerą, nazwa ta nie jest używana. Skamieliny na których podstawie opisano lametazaura pochodzą z mastrychtu (późna kreda). Livyatan – rodzaj wymarłego walenia należący do grupy Physeteroidea, obejmującej rodzinę kaszalotowatych (Physeteridae) oraz formy blisko spokrewnione. Żył w środkowym miocenie, około 13–12 mln lat temu; jego szczątki odkryto w Peru. Został opisany w 2010 roku przez Oliviera Lamberta i współpracowników w oparciu o czaszkę i żuchwę wraz z zębami. Holotyp (MUSM 1676) został odkryty przez Klaasa Posta z Muzeum Historii Naturalnej w Rotterdamie w listopadzie 2008 roku w Cerro Colorado na pustyni Pisco-Ica. Największe odnalezione zęby mierzyły około 12 cm średnicy, a ich długość przekraczała 36 cm. Na podstawie odkrytych skamieniałości czaszki jej długość oszacowano na około 3 m, szerokość na 1,9 m, a długość całego zwierzęcia na 13,5–17,5 m, czyli w przybliżeniu tyle, ile mierzy współczesny kaszalot. Czaszka, zęby oraz dół skroniowy L. melvillei były jednak znacznie większe niż kaszalota, a waleń ten miał prawdopodobnie największe szczęki spośród wszystkich znanych obecnie kręgowców.

    Dodano: 05.10.2011. 11:37  


    Najnowsze