معمای زمان تکامل پستانداران خونگرم ممکن است بالاخره حل شود

از آنجایی که اولین دایناسورها حدود ۲۳۰ میلیون سال پیش پاهای خود را پیدا کردند، اجداد پستانداران مدرن نیز در حال ظهور بودند. جایی در طول راه، آنها توانایی قابل توجهی را توسعه دادند: ایجاد گرما خودشان.

این گام تکاملی تعیین‌کننده به سوی درم گرمایی – توانایی تولید گرما از درون و حفظ دمای بدن تقریباً ثابت حتی زمانی که دمای محیط در نوسان است – از آن زمان به این کلاس متنوع از حیوانات اجازه رشد داده است. محیط های زیادی در سراسر جهان

اما اینکه دقیقا چه زمانی خونگرم یا گرمابخشی در حیوانات تکامل یافت، برای زیست شناسان تکاملی یک معمای بزرگ باقی مانده است. – تا کنون.

یک مطالعه جدید از یک تیم بین المللی از دانشمندان به رهبری دانشگاه لیسبون دیرینه شناس ریکاردو آرائوخو شواهدی پیدا کرده است که نشان می دهد اندوترمی حدود ۲۳۳ میلیون سال پیش، در طول در اواخر تریاس، عصر زمین شناسی که عصر دایناسورها را منادی می کرد.

این شواهد نه در خون بلکه در گوش های داخلی فسیل شده پستانداران باستانی یافت شد. اجداد.

در حالی که گوش داخلی ممکن است مکانی بعید برای جستجوی سرنخ‌هایی در مورد دمای بدن به نظر برسد، پس از اینکه محققان متوجه شدند دمای بدن بر ویسکوزیته یا آبریزش اثر می‌گذارد، این در واقع یک گام منطقی بود. ، از مایعی که در اطراف کانال های نیم دایره ای کوچک گوش داخلی فوران می کند.

وظیفه اصلی این ساختارهای حلقه ای و پر از مایع گوش داخلی کمک به تشخیص حرکت سر است. که برای تعادل، بینایی و حرکات هماهنگ ضروری است.

“با این حال، با بررسی دقیق بیومکانیک آنها، متوجه شدیم که می توانیم از آنها برای پی بردن به دمای بدن نیز استفاده کنیم.”

مجموعه ای از رویکردهای مختلف، در گذشته، برای تعیین دقیق زمان تکامل گرما در پستانداران و پرندگان باستانی استفاده شده است. اما به گفته محققان، این مطالعات، که سعی داشتند میزان متابولیسم، مصرف اکسیژن و ردپایی از موهای بدن را با دمای متوسط ​​بدن مرتبط کنند، نتایج مبهم یا متناقضی را به همراه داشته است.

آنها به روش جدید خود برای تجزیه و تحلیل اندازه و شکل ساختارهای استخوانی و بافت نرم گوش داخلی برای استنباط اینکه آیا حیوانات گرم یا سرد می دوند، کاملاً مطمئن هستند و این روش را در بیش از ۳۶۰ مهره داران زنده و منقرض شده تأیید کرده اند. قبل از بازگشت به سوابق فسیلی.

آن تجزیه و تحلیل های اولیه نشان داد که کانال های گوش داخلی حیوانات با دمای بالای بدن، مانند پستانداران، دارای برای حفظ عملکرد صحیح با مایعات روان تر، باید شکل خود را تغییر می داد.

این به این معنی است که ساختار گوش داخلی می تواند به عنوان راهنمای دقیقی برای زمان تکامل گرما استفاده شود.

در واقع، هنگامی که محققان فسیل‌های گروهی متشکل از ۵۶ گونه منقرض شده را که پستانداران از آن‌ها پدیدار شدند، تجزیه و تحلیل کردند، متوجه شدند که این حیوانات باستانی کانال‌های کوچک‌تری دارند و مجرای باریک‌تری دارند. نسبت به موجودات خونسرد هم اندازه به شکل کانال های گوش داخلی.” width=”700″/>مجرای گوش داخلی حیوانات خونگرم (چپ) و خونسرد (راست) باستانی. (دیوید و آرائوخو)

محققان دریافتند که این تغییرات در ساختار گوش داخلی ناگهانی بوده و با افزایش شدید مرتبط است. در دمای بدن حدود ۵ تا ۹ درجه سانتیگراد (۹ تا ۱۶ درجه فارنهایت). گرماگیری بسیار دیرتر و در نتیجه سریع‌تر از آنچه دیرینه‌شناسان تصور می‌کردند – در کمتر از یک میلیون سال تکامل یافت.

این اجداد احتمالاً همزمان با تغییر دنده‌های متابولیسمشان، خز را جوانه می‌زنند. برای حفظ دمای بالاتر بدن در زمانی که آب و هوای تریاس به سرعت سرد می‌شد.

“اندوتراپی، به‌عنوان یک ویژگی فیزیولوژیکی حیاتی، به سایر ویژگی‌های متمایز پستانداران می‌پیوندد که در طی آن به وجود آمدند. این دوره از بی ثباتی اقلیمی،” آراوجو و همکارانش در مقاله خود بنویسند .

“این یک فرآیند تدریجی و آهسته بیش از ده ها میلیون نبود. سال‌ها همانطور که قبلاً تصور می‌شد، اما شاید زمانی که توسط مسیرهای متابولیکی جدید پستانداران مانند و منشأ خز آغاز شد، به سرعت به دست آمد. امروز نشان می‌دهد که تکامل خونگرم همیشه برای پرندگان و پستانداران چقدر سودمند بوده است، بعید است که این تنها دلیلی باشد که گرماها به تسلط اکولوژیکی رسیده‌اند.

تحقیق از Araujo، Angielczyk و همکاران، بازتاب مطالعه دیگری است که در Nature در اوایل سال جاری منتشر شد و از روش‌های مشابه مبتکرانه برای استنباط اینکه بیشتر دایناسورها مانند دایناسورهای مدرن گرماده نیستند استفاده کرد. آنها شبیه خزندگان هستند اما حیوانات خونگرم مانند پرندگان و پستانداران.

چه چیزی جالب است در مورد یافته‌های جاسمینا ویمن و همکارانش، دیرینه‌بیولوژیست مولکولی دانشگاه ییل، به نظر می‌رسد که فرضیه دیرینه دیگری را رد می‌کند که خونگرم بودن پرندگان و پستانداران به نحوی به اجدادشان کمک کرد تا از رویداد انقراض جمعی اواخر کرتاسه جان سالم به در ببرند. دایناسورها.

بنابراین، همانطور که اغلب در دیرینه شناسی پیش می رود، هنگامی که پاسخ های بالقوه به یک راز آشکار می شود، طرح دیگری ضخیم تر می شود.

مطالعه جدید در طبیعت.