Επιστήμονες λύνουν μυστήριο 320 εκατ. ετών για την «πανοπλία» των ερπετών

Ένα από τα πιο επίμονα μυστήρια της εξέλιξης φαίνεται πως βρήκε επιτέλους απάντηση, καθώς επιστήμονες κατάφεραν να εξηγήσουν πώς και γιατί τα λεγόμενα “οστά του δέρματος” εμφανίστηκαν επανειλημμένα στα ερπετά κατά τη διάρκεια των τελευταίων 320 εκατομμυρίων ετών.

Η νέα μελέτη, που δημοσιεύθηκε στο Biological Journal of the Linnean Society, επιχειρεί να λύσει μια επιστημονική διαμάχη που κρατά περισσότερο από έναν αιώνα γύρω από τα οστεόδερμα — τις μικρές οστέινες πλάκες που λειτουργούν σαν φυσική πανοπλία κάτω από το δέρμα ζώων όπως οι κροκόδειλοι, οι σαύρες και ορισμένοι δεινόσαυροι.

Τα συμπεράσματα της έρευνας ανατρέπουν παλαιότερες θεωρίες και δείχνουν ότι αυτές οι δομές δεν κληρονομήθηκαν απλώς από έναν κοινό πρόγονο, αλλά εξελίχθηκαν ανεξάρτητα πολλές φορές σε διαφορετικές γενεαλογικές γραμμές σαυρών.

Ακόμη πιο εντυπωσιακή είναι η περίπτωση των γκοάνα, των μεγάλων σαυρών της Αυστραλίας, που φαίνεται ότι έχασαν αυτή τη φυσική πανοπλία και στη συνέχεια την ανέπτυξαν ξανά εκατομμύρια χρόνια αργότερα.

Τα οστά γεννήθηκαν πρώτα στο δέρμα

Η μελέτη υπενθυμίζει ότι τα οστά δεν εμφανίστηκαν αρχικά μέσα στο σώμα των ζώων, αλλά πάνω στο δέρμα.

Τα πρώτα “οστά δέρματος” εντοπίζονται πριν από περίπου 475 εκατομμύρια χρόνια, όταν τα πρώτα σπονδυλωτά ανέπτυξαν οστέινους εξωσκελετούς πολύ πριν αποκτήσουν εσωτερικό σκελετό και σπονδυλική στήλη.

Από τότε, η ικανότητα του δέρματος να παράγει οστέινο ιστό εμφανίστηκε ξανά και ξανά στην εξέλιξη διαφορετικών ειδών.

Τα λέπια ψαριών αποτελούν μία μορφή αυτής της διαδικασίας, ενώ στα ζώα της ξηράς η εξέλιξη οδήγησε στα οστεόδερμα — μικρές οστέινες πλάκες που λειτουργούσαν ως φυσική προστασία.

Οι επιστήμονες εκτιμούν ότι αυτές οι δομές πιθανόν βοήθησαν τα πρώτα χερσαία ζώα να επιβιώσουν σε νέα, σκληρότερα περιβάλλοντα.

Το μεγάλο ερώτημα, ωστόσο, ήταν πάντα αν όλες οι σαύρες και τα ερπετά κληρονόμησαν αυτή τη “θωράκιση” από έναν κοινό πρόγονο ή αν την ανέπτυξαν ανεξάρτητα.

Μια εξελικτική έρευνα 320 εκατομμυρίων ετών

Για να απαντήσουν στο ερώτημα, οι ερευνητές συνδύασαν στοιχεία από απολιθώματα με σύγχρονες υπολογιστικές μεθόδους και ανέλυσαν 643 διαφορετικά ζωντανά και εξαφανισμένα είδη.

Η προσέγγιση αυτή επέτρεψε στους επιστήμονες να δημιουργήσουν ένα τεράστιο εξελικτικό “παζλ”, ανακατασκευάζοντας την ιστορία των οστεοδέρμων σε βάθος εκατοντάδων εκατομμυρίων ετών.

Τα αποτελέσματα ήταν ξεκάθαρα: οι περισσότερες σαύρες ανέπτυξαν οστεόδερμα ανεξάρτητα η μία από την άλλη, κυρίως κατά την Ύστερη Ιουρασική και Πρώιμη Κρητιδική περίοδο, πριν από περισσότερα από 100 εκατομμύρια χρόνια.

Την εποχή εκείνη, στη Γη κυριαρχούσαν δεινόσαυροι όπως ο Βραχιόσαυρος, ο Αλλόσαυρος και ο Στεγόσαυρος, ενώ τα οικοσυστήματα άλλαζαν ραγδαία.

Οι επιστήμονες θεωρούν ότι η φυσική θωράκιση πιθανόν προσέφερε προστασία από θηρευτές, βοήθεια στην επιβίωση σε σκληρά περιβάλλοντα ή πλεονέκτημα στην προσαρμογή σε νέα ενδιαιτήματα. ƒÎµ καλύτερα χωρίς το επιπλέον βάρος της οστέινης πανοπλίας.

Ωστόσο, όταν οι απόγονοί τους έφτασαν στην Αυστραλία πριν από περίπου 20 εκατομμύρια χρόνια, συνέβη κάτι που θεωρείται εξαιρετικά σπάνιο στην εξέλιξη: ανέπτυξαν ξανά τα οστεόδερμα.

Οι ερευνητές συνδέουν αυτή την επιστροφή με τις κλιματικές αλλαγές του Μειόκαινου, όταν η Αυστραλία γινόταν όλο και πιο ξηρή.

Η επανεμφάνιση των οστών του δέρματος πιθανότατα βοήθησε στη μείωση της απώλειας νερού και προσέφερε επιπλέον προστασία στα ανοιχτά και άνυδρα τοπία της εποχής.

Η περίπτωση αυτή θεωρείται ιδιαίτερα σημαντική, επειδή αμφισβητεί τον περίφημο “νόμο του Ντόλο”, σύμφωνα με τον οποίο ένα πολύπλοκο χαρακτηριστικό που χάνεται στην εξέλιξη δεν μπορεί να επανεμφανιστεί.

Οι γκοάνα φαίνεται ότι έκαναν ακριβώς αυτό.

Η εξέλιξη δεν ακολουθεί ποτέ ευθεία γραμμή

Η νέα μελέτη θεωρείται κομβική, καθώς δίνει επιτέλους ένα σαφές εξελικτικό χρονοδιάγραμμα για την προέλευση των οστεοδέρμων στα ερπετά.

Οι επιστήμονες τονίζουν ότι πλέον ανοίγει ο δρόμος για να μελετηθούν βαθύτερα οι γενετικοί και βιολογικοί μηχανισμοί πίσω από την ανάπτυξη αυτών των δομών.

Παράλληλα, η έρευνα υπενθυμίζει ότι η εξέλιξη δεν ακολουθεί ποτέ μια απόλυτα προβλέψιμη πορεία.

Αντίθετα, προσαρμόζεται συνεχώς στις αλλαγές του περιβάλλοντος, δημιουργώντας μερικές φορές εκπληκτικές “επιστροφές” χαρακτηριστικών που θεωρούνταν χαμένα για πάντα.

Οι γκοάνα αποτελούν πλέον ένα από τα πιο χαρακτηριστικά παραδείγματα αυτής της εξελικτικής ιδιορρυθμίας, δίπλα στα μαρσιποφόρα και τα θηλαστικά που γεννούν αυγά στην Αυστραλία.

Η μελέτη δείχνει πως η φύση δεν σταματά ποτέ να πειραματίζεται — ακόμη και μετά από εκατοντάδες εκατομμύρια χρόνια εξέλιξης.

Πηγή: Pagenews.gr