Wie sich die Glieder von Wirbeltieren aus den Flossen von Fischen entwickelten

Wie sich die Glieder von Wirbeltieren aus den Flossen von Fischen entwickelten

Ein Forschungsteam unter der Leitung des Forschers des Instituts für Evolutionsbiologie (IBE) Borja Esteve Altava in Zusammenarbeit mit Forschern des Royal Veterinary College (RVC) von London, der Harvard University, der University of Auckland und des Institute of Technology of New York und Howard University in Washington DC, hat die Anatomie der Flossen und Gliedmaßen ausgestorbener fossiler Tiere neu zusammengesetzt durch Verwendung einer neuen mathematischen Analyse, die Netzwerke zur Modellierung der Tieranatomie verwendet.

Modelle haben gezeigt, wie Die Komplexität knöcherner Anordnungen hat während des Übergangs von Flossen zu Gliedmaßen abgenommen. Diese geringere Komplexität ging mit einer Zunahme der Anzahl von Knochen und Gelenken einher.

Das Team hat das auch gefunden Die Vielfalt der Verbindungen zwischen Knochen hat seit den ersten viergliedrigen Wirbeltieren abgenommenvor etwa 400 Millionen Jahren.

Wissenschaftler schlagen das vor Es muss einen evolutionären Kompromiss geben zwischen dem ursprünglichen Entwicklungsmechanismus der Flossen und Gliedmaßen und den neuen biomechanischen Anforderungen, die erforderlich waren, um auf den Gliedmaßen zu gehen.

"Durch die Modellierung der Flossen und Gliedmaßen als Netzwerke verbundener Knochen konnten wir die Anatomie dieser beiden verwandten, aber sehr unterschiedlichen Strukturen auf eine Weise quantifizieren und vergleichen, die anderen aktuellen Messmethoden nicht zugänglich ist", kommentiert Borja Esteve-Altava Derzeit Postdoktorand am Institut für Evolutionsbiologie (IBE), einem gemeinsamen Zentrum des Höheren Rates für wissenschaftliche Forschung (CSIC) und der Universität Pompeu Fabra (UPF), der diese Forschung am RVC durchgeführt hat.

Größere Modularität der Gliedmaßen

'Eines der interessantesten Ergebnisse dieser bahnbrechenden Studie war zeigen, dass die Gliedmaßen eine größere Modularität aufweisen als die Flossen;; Einige Teile der Gliedmaßen sind stärker miteinander verbunden und bilden einen exklusiven Club von Interaktionen. Diese Modularität ermöglichte viele spätere Spezialisierungen, wie die Beweglichkeit unserer Finger beim Tippen auf Tastaturen im Vergleich zur Steifheit unserer Zehen, um darauf zu laufen “, sagt John Hutchinson, Professor für evolutionäre Biomechanik am RVC.

gemäß Stephanie E. Pierce, Außerordentlicher Professor für Organismische und Evolutionsbiologie und Kurator für Wirbeltierpaläontologie am Museum für Vergleichende Zoologie der Harvard University, „obwohl die Verbindungen zwischen Knochen vereinfacht wurden, als Flossen zu Gliedmaßen wurden, die Evolution der Hände mit den Fingern und Zehen mit den Zehen bot die notwendige Plattform zum Gehen, so dass unsere ersten Vorfahren die aquatische Umgebung verlassen konnten, um an Land zu leben.

Die Studium öffnet die Tür zur biomechanischen Analyse der Entwicklung und Evolution anderer Körperteile beteiligt an motorischen Fähigkeiten, wie dem Schwanz von Reptilien oder den Flügeln von Vögeln, sowie der Integration des Skeletts und der Muskulatur in Makroevolution-Studien.

Literaturhinweis:

Borja Esteve-Altava et. zum. «Evolutionäre Parallelen der Brust- und Beckennetzwerkanatomie von den Flossen bis zu den Gliedmaßen»Wissenschaftliche Fortschritte 2019; 5: eaau7459.


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