Savci jsou v mnoha ohledech jedineční. Jsme teplokrevní a hbití ve srovnání s našimi plazími příbuznými, ale je tu ještě jeden rozdíl. Výzkumníci Stephanie Pierce a Katrina Jones z Harvardské univerzity naznačují, že savci jsou jedineční ještě v jednom ohledu: složení naší páteře. Výzkum byl publikován v časopise Science .
Podle Pierce je páteř savců v podstatě jako řada korálků na provázku, přičemž každý korálek představuje jedinou kost, obratel. "U většiny čtyřnohých zvířat, jako jsou ještěrky, obratle vypadají a fungují stejně," říká výzkumník.
Otec savců je však jiný. Různé části nebo oblasti páteře, jako je krk, hrudník a spodní část zad, mají velmi odlišné tvary. Fungují odděleně, a proto se mohou přizpůsobit různým způsobům života, jako je běh, létání, kopání nebo lezení.
Savci: specializované sloupce
Zatímco trny savců jsou specializované, věřilo se, že oblasti pod nimi jsou prastaré a pocházejí z nejstarších suchozemských zvířat. Věřilo se, že savci vytěžili maximum ze stávajících anatomických plánů. Nová studie však tuto myšlenku zpochybňuje pohledem na fosilní záznamy.
„Dnes už neexistují žádná živá zvířata, která by zaznamenávala přechod z předka ‚ještěrce‘ k savci,“ říká Jones. Chcete-li to udělat, říká, musíte se ponořit do fosilního záznamu a podívat se na vyhynulé předchůdce savců, nesavčí synapsidy.Nesavčí synapsidy jsou klíčem k pochopení původu specifických rysů savců, včetně páteře.
Rekonstrukce Edaphosaura, primitivního předka savců; jeho dlouhé páteře tvoří plachtu na zádech.
Ale studovat zkameněliny není snadné. Jones v tomto ohledu říká, že fosilie jsou vzácné a že nalezení vyhynulých zvířat s více než 25 obratli na místě je neuvěřitelně vzácné. Aby se tento problém vyřešil, výzkumníci shromáždili muzejní sbírky po celém světě, aby studovali nejlépe zachované fosílie zvířat, která žila asi před 320 miliony let.
Včasná změna páteře savců byla důležitým prvním krokem v jejich evoluci. Postupem času změny v páteři umožnily savcům vyvinout se do nesčetných druhů, které známe dnes.
Evoluce páteře u savců
Výzkumný tým zkoumal fosilní páteře a také více než 1000 obratlů z živých zvířat, včetně myší, aligátorů, ještěrek a obojživelníků. Chtěli zjistit, zda jsou obratlové oblasti savců tak staré, jak se myslelo, nebo zda savci dělají něco jedinečného.
„Pokud by vertebrální oblasti zůstaly během evoluce nezměněny, jak se předpokládá, očekávali bychom, že u nesavčích synapsidů uvidíme stejné oblasti, jaké dnes vidíme u savců,“ říká Pierce. Ale zdá se, že tomu tak není.
Když výzkumníci porovnávali polohu a tvar obratlů, zjistili něco překvapivého. Během evoluce savců získala páteř nové oblasti. Raní nesavčí synapsidy měly méně oblastí než žijící savci.
Asi před 250 miliony let se v blízkosti ramen a předních nohou vyvinula nová oblast. Dramatické změny se začaly objevovat také na předních končetinách zvířat známých jako nesavčí peptidy.
Vědci se domnívají, že k těmto současným událostem pravděpodobně došlo ve spojení se změnami ve způsobu chůze a běhu tvorů.
Výzkumníci se domnívají, že během vývoje dochází k nějakému přeslechu mezi tkáněmi, které tvoří obratle a lopatkou. Také se domnívají, že tato interakce vyústila v přidání oblasti blízko ramene, když se přední končetiny našich předků vyvíjely, aby získaly nové formy a funkce.
Později se objevila oblast poblíž pánve. Podle výzkumníků se zdá, že právě tato poslední oblast, bederní oblast bez hranic, se dokáže nejlépe přizpůsobit různým prostředím.
Poslední krok v konstrukci páteře savců může souviset se změnami v Hox genech, důležitých pro oblasti páteře v rané fázi jejich vývoje.
V tomto ohledu byli vědci schopni nakreslit souvislosti mezi změnami v kostrách zvířat a zaniklými myšlenkami v moderní vývojové biologii a genetice. „Tento kombinovaný přístup nám pomáhá pochopit, co dělá savce savcem,“ uzavírá Jones.