Ciepłokrwistość jest kluczową cechą ssaków, ale była tajemnicą, kiedy nasi przodkowie ją wyewoluowali. Nowe badanie opublikowane w Nature wskazuje na mało prawdopodobne źródło informacji o temperaturze ciała zwierzęcia kopalnego: wielkość maleńkich struktur w ich uszach wewnętrznych. Płyn w naszych uszach staje się bardziej płynny w wyższych temperaturach, więc zwierzęta o ciepłym ciele nie potrzebują tak dużych kanałów, aby mógł przez nie przepływać. Okazuje się, że przodkowie ssaków stali się ciepłokrwiści prawie 20 milionów lat później, niż wcześniej sądzono.
Jedną z rzeczy, które czynią ssaki, ssakami, jest to, że jesteśmy stałocieplni – nasze ciała mają wysoki metabolizm, który utrzymuje naszą wewnętrzną temperaturę niezależnie od otoczenia, w przeciwieństwie do zwierząt zimnokrwistych, takich jak jaszczurki, które muszą wygrzewać się na słońcu. Wśród współczesnych zwierząt tylko ssaki i ptaki są stałocieplne, a nasza zdolność do utrzymywania ciepła umożliwiła ssakom przetrwanie w lodowatej pogodzie i długie migracje. Ale to była tajemnica dokładnie, kiedy ssaki wyewoluowały swój wysoki metabolizm. W nowym badaniu opublikowanym w Nature naukowcy wskazują na mało prawdopodobne źródło pozwalające określić, kiedy starożytni przodkowie ssaków stali się ciepłokrwiści: wielkość maleńkich struktur w ich uszach wewnętrznych.
Trudno powiedzieć, czy skamieniałe zwierzę było stałocieplne – nie możemy zmierzyć temperatury stworzenia, które żyło setki milionów lat temu i możemy tylko zgadywać, czy jego zachowanie odpowiadało aktywnemu, ciepłokrwistemu metabolizmowi. lub wolniejszy z zimną krwią. Jednak zespół naukowców kierowany przez londyńskie Muzeum Historii Naturalnej, Instituto Superior Técnico Uniwersytetu Lizbońskiego oraz Field Museum w Chicago zdał sobie sprawę, że uszy zwierząt dostarczają pośredniej wskazówki na temat temperatury ich ciała.
Uszy wszystkich kręgowców zawierają maleńkie kanały wypełnione płynem, który pomaga nam zachować równowagę. Lepkość lub płynność tego płynu zmienia się w zależności od temperatury, a nasze uszy wewnętrzne wyewoluowały w różnych rozmiarach, aby mógł prawidłowo płynąć. Płyn z uszu zwierząt zimnokrwistych jest chłodniejszy i gęstszy, więc potrzebuje szerszych przestrzeni, aby podróżować, podczas gdy zwierzęta ciepłokrwiste mają płynniejszy płyn z uszu, więc nasze kanały półkoliste nie muszą być tak duże.
„Do tej pory kanały półkoliste były powszechnie używane do przewidywania lokomocji organizmów kopalnych. Jednak uważnie przyglądając się ich biomechanice, doszliśmy do wniosku, że możemy ich również użyć do określenia temperatury ciała” – mówi Romain David, badacz z Muzeum Historii Naturalnej i jeden z głównych autorów badania. „Dzieje się tak, ponieważ, podobnie jak miód, płyn zawarty w półkolistych kanałach staje się mniej lepki, gdy wzrasta temperatura, wpływając na funkcję. Dlatego podczas przejścia do endotermii wymagane były adaptacje morfologiczne, aby zachować optymalne wyniki i mogliśmy je śledzić u przodków ssaków. “
Aby śledzić te zmiany ewolucyjne, naukowcy porównali rozmiary wewnętrznych kanałów ucha 341 zwierząt, w tym 243 gatunków żywych i 64 gatunków wymarłych. Odkryli, że przodkowie ssaków nie rozwinęli struktur ucha wewnętrznego idealnych dla zwierząt stałocieplnych aż do 233 milionów lat temu – prawie 20 milionów lat później niż naukowcy wcześniej myśleli, że stało się ciepłokrwiste. A na podstawie tego, kiedy te półkoliste kanały o różnej wielkości pojawiły się w zapisie kopalnym, wydaje się, że kiedy przodkowie ssaków wyewoluowali stałocieplność, stało się to znacznie szybciej, niż sądzili naukowcy, mniej więcej w tym samym czasie, ewoluują wąsy, futro i wyspecjalizowane kręgosłupy. Ewolucja futra i stałocieplności w tym samym czasie jest szczególnie sensowna, ponieważ futro zatrzymuje ciepło ciała generowane przez wyższy metabolizm, pomagając utrzymać ciało w wysokiej temperaturze potrzebnej do rozwoju.
„Wbrew obecnemu myśleniu naukowemu, nasz artykuł w zaskakujący sposób pokazuje, że pod względem geologicznym nabycie endotermii nastąpiło bardzo szybko, w mniej niż milion lat”, mówi Ricardo Araújo, młodszy badacz w Instituto de Plasmas e Fusão Nuclear, Instituto Superior Técnico, Uniwersytet Lizboński i jeden z głównych autorów artykułu. „Nie był to stopniowy, powolny proces trwający dziesiątki milionów lat, jak wcześniej sądzono, ale być może został osiągnięty szybko, gdy został wywołany przez nowe, podobne do ssaków szlaki metaboliczne i pochodzenie futra”.
Główny autor badania, Ken Angielczyk, mówi, że jest podekscytowany tym, jak badanie pomaga odpowiedzieć na jedno z najdłużej zadawanych pytań dotyczących ewolucji ssaków.
„Pochodzenie endotermii ssaków jest jedną z wielkich nierozwiązanych zagadek paleontologii. Stosowano wiele różnych podejść, aby spróbować przewidzieć, kiedy po raz pierwszy wyewoluowała, ale często dawały one niejasne lub sprzeczne wyniki” – mówi Angielczyk, kustosz MacArthur w Field Museum. paleomammologii. „Sądzimy, że nasza metoda jest naprawdę obiecująca, ponieważ została zweryfikowana przy użyciu bardzo dużej liczby współczesnych gatunków i sugeruje, że endotermia wyewoluowała w czasie, gdy wiele innych cech planu ciała ssaków również zaczęło działać”.
Źródło historii:
Materiały dostarczone przez Muzeum Polowe. Uwaga: Treść można edytować pod kątem stylu i długości.