新的证据表明,Tetrapods如何学会到过早和吃饭的土地

Tiktaalik插图

Tiktaalik的插图,是第一个过渡到土地之一的古代物种。一项新的研究揭示了线索如何在陆地上进化吃的东西。信用:Kalliopi Monoyios的插图

先进的成像,现代物种为行为提供了新的洞察力Tiktaalik罗莎梅

新的研究芝加哥大学发现证据表明叶片翅片鱼类Tiktaalik罗莎梅在喂食期间能够咬人和吸力,类似于叫做GAR的现代鱼。

科学家们一直好奇地发出的第一只动物进化到吃饭,因为大多数水居民使用吸入的吸入食物 - 这在土地上不起作用。新结果,发表于此国家科学院的诉讼程序,提供最初在水生种植中进化的基于喂食的证据,后来适用于土地。

T. Roseee.一位扁平头骨让人想起鳄鱼的生物,是一个生活在罗伯特·罗德利杰出的服务教授Uchicago的有机yabo124体生物学和解剖学。研究其化石遗体可以为最初演变的土地的终身关键特征提供新的见解。

“水与空气不同,更密集,更粘稠,”乌奇西哥的博士后研究员Justin Lemberg说,第一个作者贾斯汀·兰堡说。“这将为第一次出现在水和陆地上的动物创造了独特的问题,包括运动中的挑战,繁殖,维持稳态和感官加工,当然是喂养。如果你不能在土地上养活自己,你怎么能殖民呢?“

婴儿鳄鱼之吻

使用颅骨kinesis,抽吸和咬人捕获猎物的婴儿鳄鱼洼的高速视频(类似于为tiktaalik roseee提出的喂料策略)。信贷:视频由贾斯汀·兰州(芝加哥大学)提供。

大多数水生脊椎动物使用吸入喂料,帮助猎物拉入嘴里。为了产生吸力,许多物种可以横向扩张它们的头骨以扩大口腔并产生负压。颅骨骨骼相对于彼此的这种运动被称为颅骨。

“吸入喂料在土地上无效,因为它不再从一段距离上工作,并且很难创造出在绘制某物所需的压力密封,”兰堡说。“所以陆地脊椎动物必须转向其他方法来捕获猎物。但是,发生这种情况的化石证据是暧昧的,远远超过从鳍到肢体过渡。我们想专门在缝合线上看T. Roseee.骷髅,骨头在一起,看看他们是否可以告诉我们骷髅是如何使用的。“

研究团队使用了先进的新计算断层扫描(CT)分析,进行详细检查的形态T. Roseee.颅骨。这允许它们识别未被其他技术识别的关键新特征,包括将允许动物的必要颅脑均允许横向扩展其横向膨胀以产生吸力的滑动接头以产生吸力。

“我们发现了Tiktaalik.2004年和当时,用经典的方法准备,从化石谷物中取出谷物的岩石,“Shubin说。“当贾斯汀加入了这个项目时,我们可以访问这个CT扫描技术,这让我们在3D中看到头骨,每个部分都是单独看,看其形状和运动。使用CT分析改变了我们如何考虑头骨的方式。“

Tiktaalik和鳄鱼淋巴比较

Tiktaalik(顶部)和鳄鱼甘(底部)的并排比较显示的类似形状的鼻子,可能会提出饲养策略的收敛性。信誉:图片贾斯汀·兰堡(芝加哥大学)

调查人员注意到不同的相似之处T. Roseee.早期的工作分析了鳄鱼队的头骨,以前认为只使用横向捕捉动作来捕获猎物的“活化石”种类。在2019年的研究中,Lemberg et。al。发现,由于在咬合时有助于产生吸力的颅骨上独特的滑动接头,套装使用横向捕捉和吸力。

这些相似之处领导了研究人员相信T. Roseee.可能以同样的方式喂食,表明这种适应很可能在动物殖民地殖民地之前很久以前发展。

纯粹的基于CT的模型短吻鳄GAR SKULL

鳄鱼套颅骨颅骨的酶基于CT的基于CT的模型,显示了负责颅脑的颅骨功能区域之间的关节。信誉:图片贾斯汀·兰堡(芝加哥大学)

“真正震惊的事情是每一项创新,每种创新都使用Tetrapods.在土地上,最初出现在鱼类中的某种形式,包括肺,阑尾,现在,喂养,“幼儿园说。

除了教导我们关于我们遥远的祖先的演变,更好地了解生物的生物学和行为yabo124T. Roseee.可以为自己的解剖和发展提供新的见解。

“关于水到地过渡的整洁的事情就是它对我们来说是深刻的个人,”兰州说。“我们是如何到达我们现在的地方,以及我们适合到这里的一些进化怪癖是什么?”

纯粹的基于CT的模型Tiktaalik Roseee头骨

基于颅骨的基于型CT的模型Tiktaalik罗莎梅,显示负责颅骨的头骨的功能区域之间的关节。信誉:图片贾斯汀·兰堡(芝加哥大学)

案例分数:兰贝格指出,在分析运动范围时T. Roseee.骷髅,似乎已经移动的三个骨骼是最终将纳入哺乳动物中耳的骨骼。

“那三个骨头Tiktaalik.是我们用来听到声音的东西,“兰州说。“一点点颅骨,那是在现代哺乳动物中保持的!”

另一个作者是德雷塞尔大学的爱德华B. Daeschler。

参考:“喂养系统Tiktaalik罗莎梅:由贾斯汀B.兰堡,爱德华B. Daeschler和Neil H. Shubin,2021年2月1日的吸入喂养和咬人的中间体。国家科学院的诉讼程序
DOI:10.1073 / PNAS.2016421118

资金:两个匿名捐助者;费城自然科学院;布林森基金会;Putnam Expectitionary基金(哈佛大学);芝加哥大学;国家地理学会研究与探索委员会;国家科学基金会。

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