Αποκάλυψη των κυνοδοντών που λείπουν εγκεφαλικά επεισόδια - Πώς εξελίχθηκαν τα θηλαστικά με εγκεφαλικούς θύλακες χόνδρου
Φανταστείτε ζώα χωρίς οστεοποιημένο εγκεφαλικό κάλυμμα. Ζώα στα οποία ο εγκέφαλος είναι εγκλωβισμένος από μαλακό χόνδρο αντί για σκληρό οστό. Αυτά τα ζώα υπήρχαν πράγματι και ανήκαν στη γενεαλογία που γέννησε θηλαστικά!
Τα θηλαστικά εξελίχθηκαν από προγόνους που έμοιαζαν με ερπετά πριν από περίπου 250-200 εκατομμύρια χρόνια. Οι πρόγονοι των θηλαστικών εκείνης της εποχής ήταν εκτεταμένα ζώα, πιθανότατα δεν είχαν τρίχες και είχαν ένα τρίτο μάτι στην κορυφή του κρανίου τους, όπως κάνουν μερικά σύγχρονα ερπετά. Αυτοί οι πρόγονοι ονομάζονται Κυνοδοντία. Τα απολιθώματα τους είναι άφθονα στις κακές περιοχές του Karoo, μια ημι-έρημη περιοχή στη Νότια Αφρική που έχει δημιουργήσει έναν μεγάλο πλούτο απολιθωμάτων, χιλιάδες όμορφα διατηρημένους και αρθρωτούς σκελετούς ερπετών που μοιάζουν με θηλαστικά τους τελευταίους δύο αιώνες.
Η πλήρης κατανόηση της ανατομίας των κυνοδοντιών είναι κρίσιμη για τον εντοπισμό της εξελικτικής προέλευσης της γενεαλογίας των θηλαστικών. Για πολλά χρόνια, πιστεύεται ότι οι κυνοδόντες είχαν ένα μη οστεωμένο, χόνδρινο εγκεφαλικό περίβλημα όπως πολλά σύγχρονα ερπετά σήμερα. Αντίθετα, τα θηλαστικά έχουν μια εντελώς οστεοποιημένη εγκεφαλική θήκη χάρη στην παρουσία ενός οστού που ονομάζεται orbitosphenoid. Το πώς οι πρόγονοι των θηλαστικών εξέλιξαν αυτό το οστό από το τίποτα ήταν ένα μυστήριο. Χρησιμοποιώντας σύγχρονες εικόνες μικρο-CT ακτίνων Χ και ψηφιακή ανακατασκευή 3D, η ομάδα μας στο Πανεπιστήμιο του Witwatersrand (Γιοχάνεσμπουργκ, Νότια Αφρική) μπόρεσε να βρει ένα μικρό και πολύ ευαίσθητο orbitosphenoid στην Cynododontia, το οποίο λύνει το παράδοξο της προέλευσης μια αποστεωμένη εγκεφαλική θήκη.
Η έρευνά μας δείχνει ότι οι παλαιότεροι κυνοδοντοί από την Πέρμια (260 έως 250 Ma) είχαν ένα μερικώς οστεοποιημένο τροχοφαινοειδή. Στη συνέχεια, αυτό το τροχιακό φαινοειδή χάθηκε σχεδόν εντελώς στα πρώιμα είδη του Τριασικού (250 έως 230 Ma). Μόνο μια χούφτα δείγματα εκείνης της περιόδου διατηρεί ένα λεπτό, πολύ λεπτό έλασμα σπογγώδους οστού που αντιπροσωπεύει το τροχιακό φαινοειδή. Εντοπίζεται μερικές φορές «να επιπλέει» σε ανατομική θέση, γεγονός που δείχνει ότι το οστό ήταν ενσωματωμένο σε ένα μαλακό, χόνδρινο εγκεφαλικό κάλυμμα.
Ο λόγος για τον οποίο οι κυνοδοντοί εξέλιξαν μια μαλακή εγκεφαλική θήκη είναι άγνωστος, ωστόσο, είναι πιθανό ότι μια συμπαγής εγκεφαλική θήκη εξελίχτηκε σε προγόνους θηλαστικών για να χρησιμεύσει ως σημείο αγκύρωσης για τους μασητικούς μύες. Αυτό υποστηρίζεται από το γεγονός ότι ένα εκτενώς οστεοποιημένο orbitosphenoid εξελίχθηκε παράλληλα με την οδοντική απόφραξη (και επομένως τη μάσηση) πολλές φορές μεταξύ των κυνοδοντιών, όπως φαίνεται από την εργασία μας. Μια άλλη ομάδα ερπετών που μοιάζουν με θηλαστικά, τα δινοκέφαλα, ανέπτυξαν έναν εντελώς οστεοποιημένο εγκεφαλικό θύλακα με ανεξάρτητο τρόπο καθώς προσαρμόστηκαν σε μάχες με χτυπήματα στο κεφάλι.
Η εργασία μας δείχνει αποδεδειγμένα ότι το τροχιοφαινοειδές δεν εξελίχτηκε από τίποτα, αλλά ότι επιλέχθηκε μια αναλειπόμενη δομή για να σχηματίσει το μεγαλύτερο, πλήρως οστεοποιημένο τροχιακό φαινοειδή θηλαστικών. Ένα άλλο παράδειγμα ότι η εξέλιξη δεν δημιουργεί νέες δομές, αλλά ανακυκλώνει κομμάτια της ανατομίας για να προσαρμοστεί σε νέες λειτουργίες.
Η μελέτη, Το μυστήριο ενός οστού που λείπει:αποκάλυψη του τροχιοφαινοειδούς στη βασική επικυνοδοντία (Cynodontia, Therapsida) μέσω υπολογιστικής τομογραφίας δημοσιεύτηκε πρόσφατα στο περιοδικό Naturwissenschaften .
