Τα εσωτερικά αυτιά των προγόνων των θηλαστικών μπορεί να αποκαλύψουν πότε εμφανίστηκε θερμόαιμα

0
Τα εσωτερικά αυτιά των προγόνων των θηλαστικών μπορεί να αποκαλύψουν πότε εμφανίστηκε θερμόαιμα

Ζεστό ή όχι? Το να κρυφοκοιτάξεις μέσα στο αυτί ενός ζώου —ακόμα και σε απολιθωμένο— μπορεί να σου πει αν ήταν θερμόαιμα ή ψυχρόαιμα. Χρησιμοποιώντας μια νέα μέθοδο που αναλύει το μέγεθος και το σχήμα των σωλήνων του εσωτερικού αυτιού, οι ερευνητές προτείνουν αυτό οι πρόγονοι των θηλαστικών έγιναν απότομα θερμόαιμοι περίπου πριν από 233 εκατομμύρια χρόνια, η ομάδα αναφέρει Φύση 20 Ιουλίου.

Η θερμόαιμα, ή η ενδόθερμη, δεν είναι μοναδική στα θηλαστικά – τα πουλιά, οι μόνοι ζωντανοί δεινόσαυροι, είναι επίσης θερμόαιμοι. Αλλά η ενδόθερμη είναι ένα από τα βασικά χαρακτηριστικά των θηλαστικών, που επιτρέπει στα ζώα να ρυθμίζουν τις εσωτερικές θερμοκρασίες του σώματός τους ελέγχοντας τους μεταβολικούς ρυθμούς τους. Αυτό το χαρακτηριστικό επέτρεψε στα θηλαστικά να καταλαμβάνουν περιβαλλοντικές κόγχες από τον πόλο στον ισημερινό και να αντιμετωπίζουν την αστάθεια των αρχαίων κλιμάτων (SN: 6/7/22).

Το πότε εξελίχθηκε η ενδοθερμία, ωστόσο, ήταν ένα μυστήριο. Με βάση τις αναλύσεις απολιθωμάτων των ρυθμών ανάπτυξης και των ισοτόπων οξυγόνου στα οστά, οι ερευνητές έχουν προτείνει ημερομηνίες για την εμφάνισή του πριν από 300 εκατομμύρια χρόνια.

Οι δομές του εσωτερικού αυτιού των θηλαστικών και των προγόνων τους κρατούν το κλειδί για την επίλυση αυτού του μυστηρίου, λέει ο Ρικάρντο Αραούχο, παλαιοντολόγος σπονδυλωτών στο Πανεπιστήμιο της Λισαβόνας. Σε όλα τα σπονδυλωτά, ο λαβύρινθος των ημικυκλικών καναλιών στο εσωτερικό αυτί περιέχει ένα υγρό που ανταποκρίνεται στις κινήσεις του κεφαλιού, βουρτσίζοντας τα μικροσκοπικά τριχωτά κύτταρα στο αυτί και συμβάλλοντας στη διατήρηση της αίσθησης ισορροπίας. Αυτό το υγρό μπορεί να γίνει πιο παχύρρευστο ή πιο λεπτό ανάλογα με τη θερμοκρασία του σώματος.

«Τα θηλαστικά έχουν πολύ μοναδικά εσωτερικά αυτιά», λέει ο Araújo. Σε σύγκριση με ψυχρόαιμα σπονδυλωτά παρόμοιου μεγέθους, οι διαστάσεις των ημικυκλικών καναλιών των θηλαστικών – όπως το πάχος, το μήκος και η ακτίνα καμπυλότητας – είναι ιδιαίτερα μικρές, λέει. «Οι αγωγοί είναι πολύ λεπτοί και τείνουν να είναι πολύ κυκλικοί σε σύγκριση με άλλα ζώα». Αντίθετα, τα ψάρια έχουν το μεγαλύτερο για το μέγεθος του σώματός τους.

Τι θα συμβεί αν, υπέθεσαν ο Araújo και οι συνεργάτες του, το μέγεθος και το σχήμα των ακουστικών σωλήνων σχετίζονται με τη θερμοκρασία του σώματος του ζώου; Στα θερμόαιμα ζώα, το υγρό γίνεται λιγότερο παχύρρευστο και τα κανάλια μπορεί να έχουν συρρικνωθεί για να αντισταθμίσουν. Αν ναι, μπορεί να είναι δυνατό να εντοπιστεί πώς το σχήμα των απολιθωμένων σωλήνων του εσωτερικού αυτιού άλλαξε με την πάροδο του χρόνου για να ανακαλύψουμε πότε εμφανίστηκε η θερμόαιμα στη γενεαλογία των θηλαστικών.

Για να ελέγξουν αυτή την υπόθεση, οι ερευνητές δημιούργησαν ένα εργαλείο που ονομάζουν «δείκτη θερμοκινητικότητας» για να συνδέσει τη θερμόαιμα με αυτές τις διαστάσεις του εσωτερικού αυτιού σε 341 διαφορετικά σπονδυλωτά. Λαμβάνοντας υπόψη τις διαφορές μεγέθους, η τιμή αυτού του δείκτη αποδείχθηκε ότι παρακολουθεί στενά τη θερμοκρασία του σώματος ενός ζώου, από ψάρια έως ερπετά και θηλαστικά. Τα ερπετά είχαν χαμηλές τιμές δείκτη. τα θηλαστικά ήταν ψηλά.

Στη συνέχεια, η ομάδα εφάρμοσε αυτόν τον δείκτη στα απολιθωμένα ακουστικά κανάλια 56 εξαφανισμένων ειδών προγόνων θηλαστικών. Προς έκπληξή τους, τα δεδομένα έδειξαν μια απότομη αλλαγή στη μορφολογία του εσωτερικού αυτιού πριν από περίπου 233 εκατομμύρια χρόνια. Αυτό θα αντιστοιχούσε σε μια αύξηση της θερμοκρασίας του σώματος μεταξύ 5 και 9 βαθμών Κελσίου – υποδηλώνοντας ότι η ενδόθερμη εξελίχθηκε απότομα εκείνη την εποχή, καταλήγει η ομάδα.

«Το γεγονός ότι είναι μια απότομη ρήξη στα δεδομένα [suggests] η μετάβαση συνέβη γρήγορα, μέσα σε περίπου ένα εκατομμύριο χρόνια», λέει ο συν-συγγραφέας Kenneth Angielczyk, παλαιοντολόγος στο Field Museum στο Σικάγο.

Είναι μια έξυπνη μελέτη, λέει ο Stephen Brusatte, παλαιοντολόγος στο Πανεπιστήμιο του Εδιμβούργου που δεν συμμετείχε στην εργασία. «Έχω χρησιμοποιήσει [computed tomography] δεδομένα για να μελετήσω τα σχήματα των εσωτερικών αυτιών για χρόνια, να προσπαθήσω να συμπεράνω πώς τα εξαφανισμένα είδη κινούνταν και πώς μπορούσαν να ακούσουν, και δεν μου πέρασε ποτέ από το μυαλό ότι το σχήμα του εσωτερικού αυτιού σχετίζεται με τον μεταβολισμό και θα μπορούσε να χρησιμοποιηθεί για την πρόβλεψη της θερμοκρασίας του σώματος των απολιθωμάτων .»

Ωστόσο, ο Brusatte σημειώνει ότι υπάρχει ένα όριο στο τι μπορούν να συλλέξουν οι επιστήμονες μόνο από απολιθωμένα ακουστικά κανάλια, καθώς δεν αποκαλύπτουν ποιοι μαλακοί ιστοί μπορεί να υπήρχαν, όπως τα τριχωτά κύτταρα ή το πραγματικό ιξώδες του υγρού του αυτιού. «Το σχήμα από μόνο του μπορεί να μην είναι πάντα αρκετό για να προβλέψει κάτι τόσο περίπλοκο όπως η θερμοκρασία του σώματος ή το μεταβολικό στυλ».

Ο χρόνος της υποτιθέμενης μετατόπισης, περίπου 233 εκατομμύρια χρόνια πριν, αντιστοιχεί σε ένα γεωλογικά σύντομο διάλειμμα άκρως ασταθούς κλίματος γνωστό ως Καρνιακό Πλούβιο Επεισόδιο (SN: 30/9/21). «Ήταν μια εποχή που οι παγκόσμιες θερμοκρασίες άλλαζαν πολύ, και ήταν επίσης μια πολύ υγρή, υγρή περίοδος», λέει ο Angielczyk. „Ένα από τα πλεονεκτήματα της ενδοθερμίας είναι ότι σταθεροποιεί το εσωτερικό περιβάλλον του σώματος, σας επιτρέπει να λειτουργείτε ανεξάρτητα από τις περιβαλλοντικές συνθήκες.“

Το εύρημα υπογραμμίζει πώς «όλο το Τριασικό ήταν λίγο τρελό», λέει ο Araújo. Η έναρξη του Τριασικού ήταν επικά καυτή, έρχεται αμέσως μετά τη μαζική εξαφάνιση του «Μεγάλου Πεθαίνου» στο τέλος της Πέρμιας Περιόδου (SN: 6/12/18). Τα είδη των σπονδυλωτών μόλις είχαν αρχίσει να αναρρώνουν από αυτό το συμβάν όταν χτυπήθηκαν με το Καρνιανό Πλουβιακό Επεισόδιο. Ωστόσο, το Τριασικό είδε επίσης την αυγή τόσο των θηλαστικών όσο και των δεινοσαύρων – και οι δύο κατάφεραν να επιβιώσουν.

Ήταν «μια κρίσιμη χρονική περίοδος στην ιστορία της ζωής», λέει ο Αραούχο. Όλη αυτή η αστάθεια μπορεί να όπλισε και τις δύο ομάδες με τα εξελικτικά εργαλεία που χρειάζονταν για να αντιμετωπίσουν μια ακόμη μαζική εξαφάνιση στο τέλος του Τριασικού πριν από 201 εκατομμύρια χρόνια (SN: 1/7/22).

Schreibe einen Kommentar