Биологи используют « окаменелые » подсказки, чтобы определить, когда предки млекопитающих, птиц и динозавров стали спортсменами.

Теперь биологи из Университета штата Юта и Музея естественной истории штата Юта установили «ископаемый» индикатор атлетизма в костях вымерших позвоночных.Исследование, опубликованное 22 декабря в журнале Current Biology, впервые установило связь между размером эритроцитов и микроскопическими следами кровеносных сосудов и костных клеток внутри кости. Исследователи измерили костные каналы, которые доставляют кислород к костной ткани, чтобы определить, когда наши предки-млекопитающие, птицы и предки динозавров развили маленькие эритроциты. Они обнаружили, что у вымерших родственников млекопитающих, или цинодонтов, и у вымерших родственников птиц эритроциты были меньше, и они, вероятно, были лучшими спортсменами, чем более ранние наземные позвоночные.

Время уменьшения размера эритроцитов совпало с крупнейшим событием массового вымирания на Земле 252 миллиона лет назад, событием, которое проложило путь к эпохе динозавров.«Некоторые люди смотрят на окаменелости и видят камни — но это были живые и дышащие организмы. Чтобы иметь возможность найти косвенные данные, которые сообщают нам что-то подобное, это заставляет нас задуматься о живых организмах в их окружающей среде», — говорит ведущий автор.

Адам Хаттенлокер из Медицинской школы Кека при Университете Южной Калифорнии, который завершил исследование в качестве постдокторанта в Университете и музее. «Это позволяет нам задуматься об общих последствиях для массового вымирания. Какие физиологические инновации позволили им добиться успеха?

Это действительно захватывающе».Красные кровяные тельца: система доставки кислородаПо словам Хаттенлокера, может показаться нелогичным, что крошечные эритроциты доставляют кислород более эффективно, чем более крупные клетки, но меньший размер соответствует плотно упакованным сосудистым сетям, которые намного эффективнее, чем большие клетки крови, которые редко распределены.

«Подумайте об этом так: гораздо проще быстро выгружать людей из двух небольших седанов, чем из 15-местного фургона с такой же скоростью», — говорит Хаттенлокер. «По сути, это и есть красные кровяные тельца — переносчики кислорода. Когда у вас много очень маленьких, вы можете очень быстро собирать и сбрасывать кислород».Из предыдущих исследований Хаттенлокер знал, что диаметр капилляров, доставляющих кислород к мышцам, имеет тенденцию иметь такую ??же ширину, что и эритроциты организма.

Это помогает молекулам кислорода покидать клетки крови, проходить через стенку капилляров и проталкиваться в различные ткани. Эритроциты спортивных млекопитающих и птиц намного меньше, чем клетки крови менее активных животных.Для палеонтолога, надеющегося найти зацепки в крови вымерших животных, это представляет проблему; капилляры не окаменевают.

Поэтому Хаттенлокер измерил диаметр микроскопических каналов в окаменелых костях, которые позволяют капиллярам доставлять кислород к костной ткани. Он также измерил крошечные полости, содержащие костные клетки, называемые лакунами.

«Этот аспект — диаметр каналов — был упущен палеонтологами», — говорит Коллин Фармер, старший автор статьи и биолог из Университета и музея. Размер каналов является показателем размера красных кровяных телец, который указывает, был ли организм способен выдерживать интенсивные упражнения, продолжает она. «Аэробная способность эволюционировала вместе со многими ключевыми характеристиками жизненного цикла — способом передвижения, способностью животного к миграции, испытывало ли животное интенсивную внутривидовую конкуренцию — это нетривиально, аэробная способность является центральным и ключевым аспектом истории жизни».Взгляд в долгую историюХаттенлокер и Фармер рассмотрели три основных происхождения наземных животных; млекопитающие и их вымершие родственники, нептичьи рептилии и птицы и их вымершие родственники, а также земноводные.

Исследователи выбрали эти три группы, названные четвероногими, из-за их эволюционной истории; все они имели одного и того же древнего четвероногого предка, прежде чем разошлись по своим собственным эволюционным курсам 320 миллионов лет назад.Земноводные, в том числе водолюбивые лягушки и саламандры, произошли от общего четвероногого предка сначала в раннем каменноугольном периоде, более 320 миллионов лет назад. Затем ответвились линии млекопитающих и рептилий. Вымершие цинодонты, похожие на млекопитающих, впервые появились в конце пермского периода, около 260 миллионов лет назад.

Они больше походили на толстых, возможно, покрытых шерстью ящериц, чем на млекопитающих, которых мы видим сегодня. Примерно в то же время рептилии разделились на две группы — предки динозавров и птиц, называемые архозаврами, и другие нептичьи рептилии.В начале триасового периода 252 миллиона лет назад 90 процентов жизни вымерло.

Так называемое пермско-триасовое массовое вымирание было крупнейшим событием вымирания в истории Земли и оставило возможность для выживших диверсифицироваться и заполнить недавно освободившиеся ниши.«Мы имеем дело с долгими временными рамками.

Прямо перед вымиранием в ранней перми и карбоне встречаются эти обобщенно выглядящие четвероногие животные. К тому времени, когда вы дойдете до триаса, они будут больше походить на то, что мы видим сегодня, но все же в некотором роде чуждый », — говорит Хаттенлокер.

Сначала Хаттенлокер проанализировал кости 14 видов живых четвероногих: шести млекопитающих, двух птиц, четырех нептичьих рептилий и двух земноводных. Он сделал тонкие срезы костей передних конечностей каждого животного и визуализировал изображение в цифровом виде, чтобы увидеть микроскопические каналы и лакуны костных клеток под микроскопом.

Затем он измерил диаметры мельчайших каналов и лакун и придумал уравнения, которые могли предсказать размер эритроцитов. Он проверил свои прогнозы на мазках крови, чтобы измерить фактический размер клеток крови. Он обнаружил, что может предсказать размер на основе микроструктуры кости.

Исследователи обнаружили, что у млекопитающих и птиц размеры каналов и лакуны меньше, чем у нептичьих рептилий и амфибий. Кроме того, меньшие клетки крови соответствуют более высокой плотности каналов, что позволяет кислороду быстрее диффундировать в ткани. Хаттенлокер и Фармер были уверены, что микроструктура костей будет показателем размера эритроцитов у вымерших животных.

Они обнаружили, что все предки триасовых млекопитающих (цинодонты) и некоторые более ранние предшественники млекопитающих имели такие же размеры эритроцитов, что и современные млекопитающие. У архозавроморфов был широкий диапазон размеров клеток, однако самые маленькие эритроциты были примерно того же размера, что и их современные цинодонты триаса.

Под избирательным давлениемОкаменелая прокси для размера эритроцитов дает ключ к разгадке среды обитания вымерших животных. Цинодонты существовали за 70 миллионов лет до появления настоящих млекопитающих, однако они вели похожий образ жизни. Мелкие цинодонты гнездятся в подземных норах, в которых часто бывает меньше кислорода, чем на поверхности.

Цинодонты, возможно, развили более мелкие эритроциты, чтобы рыть туннели, перемещать грязь и поддерживать активный образ жизни в среде с низким содержанием кислорода.Более спорная гипотеза связана с долгосрочным падением атмосферного кислорода в начале триаса.

Некоторые люди предположили, что адаптация к более эффективному распределению кислорода могла быть вызвана низким уровнем кислорода. Какой бы ни была причина, Хаттенлокер говорит, что в триасовый период должны были присутствовать некоторые селективные факторы, способствовавшие появлению этих черт.«Подобное давление окружающей среды может привести к аналогичным решениям проблем у этих очень разных групп животных», — говорит Хаттенлокер. «В этой статье мы сосредоточимся только на одном маленьком кусочке этого.

Но предшественники млекопитающих и птиц могли тренироваться и быть спортсменами в пермско-триасовом мире».Фармер говорит, что им нужно проанализировать гораздо больше живых животных, чтобы подтвердить, что микроструктуры костей могут быть показателем атлетизма.

Инструмент позволит палеонтологам оценить спортивные способности многих видов вымерших животных. «Многие окаменелости были проанализированы без этого понимания, а данные просто лежат там и могут быть легко просмотрены через эту линзу», — говорит Фармер. «Это трансформирует, открывая новую возможность заглянуть в прошлое, чтобы увидеть, на что были похожи эти животные».


9 комментариев к “Биологи используют « окаменелые » подсказки, чтобы определить, когда предки млекопитающих, птиц и динозавров стали спортсменами.”

  1. Kathrihelm

    Зачем вообще сейчас это движение ? Отправлять людей на смерть, мало наша власть жертв сделала за 150 дней? В стране полный хауз , людей сутками убивают ,а президент борды и рекламу по тв крутит на выборы готовится , да еще и завод восстанавливает работу в рассией , это адекватное явление?

  2. Силина Вероника

    Привет, Шин. Рада, что ты жив-здоров. Сейчас ты особенно тут нужен)))

Оставьте комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *