Rani tetrapodi su imali iznenađujuće malu sposobnost da pokreću vrat

Novi model je omogućio procenu načina na koji su kičmeni stubovi nekih od prvih životinja na kopnu mogli da se pomeraju, a jesetra je korišćena kao materijalna analogija. Rezultati opovrgavaju dugotrajnu hipotezu da su promene u anatomiji ranih tetrapoda dok su prelazili na kopno omogućile poboljšanu pokretljivost vrata.

Istraživači sa švedskog Univerziteta u Upsali obaraju dugotrajnu hipotezu da su naši preci, rani tetrapodi, stekli povećanu pokretljivost vrata rano tokom svog prelaza na kopno. Kod riba, lopatice su pričvršćene za lobanju. Međutim, kod ranih tetrapoda, ramena su se odvojila u nekom trenutku devonskog perioda i dobili smo novi region vratnih pršljenova koji razdvaja ova dva dela skeleta.

Preporučujemo

Decenijama se razumno pretpostavljalo da je ovo odvajanje moralo omogućiti glavi da se slobodnije kreće, pa je preovladala hipoteza da je pokretljivost vrata bila evolucioni pokretač ove promene u telesnom planu tetrapoda.

Međutim, struktura kičmenog stuba ranih tetrapoda je veoma neobična u poređenju sa većinom današnjih kičmenjaka, što otežava modeliranje njihovog kretanja. Oni tokom čitavog života zadržavaju dugačak snop tkiva zvan notohorda, koji se proteže kroz ceo kičmeni stub, tako da su njihovi pršljenovi mali i raspoređeni oko velike cevi mekog tkiva.

Pošto se ovo meko tkivo ponaša drugačije od zglobova između pršljenova koji su tipični danas, naučnici nisu mogli da testiraju hipotezu o pokretljivosti vrata. U novoj studiji, pak, istraživači su smislili način modeliranja pokretljivosti vrata ranih tetrapoda koristeći daleko srodnu ribu, jesetru, koja ima istu vrstu kičme. Primenjujući materijalna svojstva notohordalnih kičmi jesetre na fosilne životinje, istraživači su otkrili da su vratovi ranih tetrapoda bili iznenađujuće kruti i da, čak i oslobođeni okolnih kostiju, ne bi omogućavali veliku pokretljivost.

„Znamo da su tetrapodi stekli veću pokretljivost vrata, tako da ovi rezultati pomeraju to sticanje napred u vremenu. Jasno je da je to predstavljalo prednost, ali ta prednost nije bila dostupna ranim tetrapodima zbog ograničenja njihove anatomije“, kažu naučnici.

Da bi ovo razumeli, istraživači su prvo morali da seciraju kičme jesetri kako bi ih savijali i uvrtali na mašini za testiranje. Na osnovu tih testova izračunata je krutost tkiva jesetre, a zatim je ta krutost primenjena na izumrle životinje.

Autori studije su želeli da saznaju koliko je promena u anatomiji, odnosno odvajanje glave od ramena, značila za te životinje. Nedostatak značajne pokretljivosti glave kod skoro svih tih životinja bio je ogromno iznenađenje.

Istraživači ističu da su ove procene zasnovane samo na kičmi, tako da bi stvarna pokretljivost bila još manja zbog svih tkiva koja okružuju kičmu, poput mišića, kože i, kod mnogih od ovih životinja, kostiju ugrađenih u kožu. A šta je sa gledanjem nagore ili okretanjem glave?

„Podizanje glave kod ovih životinja nije bilo veće nego što je očekivano kod riba, a ponekad je čak i manje. Otkrili smo da vrsta okretanja glave koju mi možemo da izvedemo kad odmahujemo glavom nije bila izvodljiva ni za jednu od ovih životinja“, kažu istraživači.

Kičmeni stubovi sa notohordom su danas retki, ali su bili veoma česti u prošlosti života na Zemlji. Takođe su sakupljeni podaci o celom kičmenom stubu jesetre, a ne samo o prednjem delu, tako da bi se pokretljivost mogla proceniti i za druge delove tela ranih tetrapoda ili neke druge izumrle grupe, pod uslovom da se iz poznatih fosila može napraviti dovoljno dobra rekonstrukcija skeleta.

(Telegraf Nauka/EurekAlert)