Un os flexibil care ajută mamiferele să mestece datează din perioada jurasică

Mestecă asta: cu milioane de ani înainte de apariția adevăratelor mamifere, un strămoș timpuriu avea un os mic, în formă de șa, legat de maxilar, despre care se credea că aparținea numai mamiferelor. Acel os, spun oamenii de știință, ajută toate mamiferele să mestece și să înghită și, în cele din urmă, a fost un secret al succesului nostru, permițând răspândirea în diferite nișe ecologice.

Microdocodon gracilis, un strămoș mamifer de mărimea unei scorpie, a trăit acum aproximativ 165 de milioane de ani în ceea ce este acum China. Oamenii de știință conduși de paleontologul vertebrat Chang-Fu Zhou de la Muzeul Paleontologic din Liaoning din Shenyang, China, au examinat fosila și au descoperit că includea un os hioid frumos conservat. Acest os are o asemănare remarcabilă cu forma hioizilor la mamiferele moderne, au raportat cercetătorii din 19 iulie. Ştiinţă.

Când vine vorba de hrană, mamiferele și-au exprimat pretențiile în multe tipuri de medii. Și diferite specii moderne au dinți special adaptați pentru dietele lor foarte diferite. Carnivorele mari precum leii și tigrii au lame ascuțite, tăietoare; unele mamifere mici au cuspizi înalți pe dinți pentru a ajuta insectele să zdrobească; iar altele au dinți plini de creasta pentru a ajuta la macinarea plantelor.

Microdocodon gracilis
MUȘCĂTURI DE INSECTE Microdocodon gracilis, prezentat aici în reconstrucția unui artist, era probabil un locuitor agil de copaci și avea dinți proiectați pentru a mesteca insecte. Abilitatea de a mesteca multe tipuri diferite de alimente a ajutat mamiferele să se diversifice în multe nișe ecologice și ar fi putut fi unul dintre secretele succesului lor final. April I. Neander/Univ. din Chicago

Dar un lucru pe care toate mamiferele îl au în comun este că noi

do

mestecați, descompunând mâncarea în bucăți mici înainte de a o înghiți. Acest lucru este spre deosebire, de exemplu, de reptile, care au tendința de a înghiți alimente întregi, spune paleontologul vertebrat Zhe-Xi Luo de la Universitatea din Chicago. În plus, gurile, gâtul și limbile mamiferelor sunt, de asemenea, concepute pentru a fi suficient de flexibile și de puternice pentru a alăpta laptele, o caracteristică definitorie pentru grup.

„Transportul alimentelor și înghițirea alimentelor mestecate sunt controlate de mușchii legați de acest os extrem de mobil”, numit hioid, spune Luo.

Toate vertebratele cu falci, de la pești la feline, au un hioid, dar la mamifere acest os este unic mobil. Luo îl aseamănă cu leagănul din curte al unui copil, cu un scaun curbat suspendat de două zale. „[The bone] se poate îndoi și este flexibil, ca un copil care se leagănă înainte și înapoi”, spune el.

Nu se știa dacă evoluția acelui os flexibil a predatat creșterea mamiferelor sau a venit mai târziu. Mulți strămoși mamifere care trăiau în perioada Jurasică între 201 milioane de ani și 145 milioane de ani în urmă se diversificau deja în ceea ce privește nișele alimentare și aveau o varietate de diferite tipuri de dinți. Asta a sugerat că animalele probabil aveau cel puțin un fel de hioid mobil de tranziție, spune Luo. Dar cum arăta de fapt osul a rămas neclar.

introduce M. gracilis. Fosila jurasică, un strămoș al mamiferelor numită mamiferformă, reprezintă o etapă cheie între strămoșii mamiferelor mai primitive care au trăit în perioada Permianului și Triasic târziu și au păstrat încă un hioid rigid și izbucnirea ulterioară a diversității mamiferelor care a avut loc în timpul erei cenozoice. . Acea perioadă, de acum 65 de milioane de ani până în timpurile moderne, este uneori numită Epoca Mamiferelor. Până atunci, mamiferele aveau hioidul mobil.

În mod esențial, fosila este primul mamifer jurasic care a inclus un hioid bine conservat, permițând cercetătorilor să noteze forma distinctivă. „Odată ce am știut ce să căutăm, am început să căutăm coroborarea unor structuri similare în alte linii de mamifere dispărute”, spune Luo. „Și i-am găsit în stânga și în dreapta.”

Acest lucru sugerează că această structură a fost comună printre strămoșii mamiferelor timpurii care trăiau în timpul Jurasicului și ar fi putut fi o parte importantă a capacității finale de diversificare a mamiferelor, spun cercetătorii. „Mamiferele doar s-au mestecat și s-au înghițit în succesul evoluției”, spune Luo.

Faptul că acești strămoși mamifere aveau un hioid mobil înseamnă, de asemenea, că acesta precede evoluția unei caracteristici definitorii a mamiferelor: evoluția celor trei oase ale urechii medii și separarea lor de maxilar. Acele oase, numite malleus, incus și stapes, sunt secretul auzului ascuțit al mamiferelor. Dar nu era clar dacă această separare ar fi putut duce și la dezvoltarea ulterioară a hioidului mobil la mamifere. În schimb, aceste noi dovezi fosile sugerează că aceste două adaptări nu au fost legate direct.

Acesta a fost un aspect deosebit de interesant al descoperirii, spune Simone Hoffmann, un paleontolog de vertebrate la Institutul de Tehnologie din New York din Old Westbury.

„Hioidul este folosit pentru mestecat, dar și pentru laptele de alăptare, care este foarte strâns legat de mamifere”, spune Hoffmann, care a coautor al unui comentariu în același număr al revistei. Ştiinţă. „Și [this fossil] sugerează că osul hioid s-ar fi putut dezvolta cu mult înaintea mamiferelor. Ne-ar putea schimba înțelegerea asupra atributelor pe care le considerăm de obicei atribute ale mamiferelor.”