Die frühesten Landtiere hatten weniger Schädelknochen als Fische, was ihre Entwicklung einschränkte

Laut einer neuesten Studie hatten die Schädel von Tetrapoden weniger Knochen als ausgestorbene und lebende Fische, was ihre Entwicklung über Millionen von Jahren einschränkte.

Durch die Analyse fossiler Tierschädel beim Übergang von einer aquatischen zu einer terrestrischen Umgebung entdeckten Forscher der Universität Bristol, der Universitat Pompeu Fabra in Barcelona und des University College London, dass Tetrapoden komplexere Verbindungen zwischen ihren Schädelknochen hatten als Fische. Und anstatt die Diversifizierung des Lebens an Land zu fördern, schränkten diese Veränderungen der Schädelanatomie tatsächlich die Entwicklung von Tetrapodenschädeln ein.

Tetrapoden entwickelten sich aus Fischen und waren die frühesten Landtiere mit Gliedmaßen und Ziffern; die Vorfahren von allem, von Amphibien bis zu Menschen.

Die Forschung, veröffentlicht diese Woche in Wissenschaftliche Fortschrittequantifizierte die Organisation von Schädelknochen in mehr als 100 lebenden und fossilen Tieren, um besser zu verstehen, wie sich Schädel im Laufe der Entwicklung von Tetrapoden veränderten.

Der Hauptautor James Rawson von der Bristol School of Earth Sciences sagte: „Tetrapodenschädel haben im Allgemeinen weniger Schädelknochen als ihre Fischvorfahren, aber das einfache Zählen der Anzahl der Knochen verfehlt einige wichtige Daten. Wir haben eine Technik namens Netzwerkanalyse verwendet, bei der die Anordnung des Schädels Knochen – welche Knochen mit welchen verbunden sind – wird zusätzlich zur Knochennummer aufgezeichnet.“

Die Autorin Dr. Borja Esteve-Altava, eine Expertin für diese Technik, sagte: „Traditionell war die Anatomieforschung meist deskriptiv oder qualitativ. Die Netzwerkanalyse bietet einen soliden mathematischen Rahmen, um anatomische Beziehungen zwischen Knochen zu quantifizieren: eine Art von Daten, die in den meisten Fällen oft übersehen wird Studien zur morphologischen Evolution.“

Die Autoren fanden heraus, dass Tetrapoden mit weniger Schädelknochen als Fische die Organisation ihrer Schädel komplexer machten.

Mr. Rawson fügte hinzu: „Es mag seltsam erscheinen, aber weniger Knochen zu haben bedeutet, dass jeder dieser Knochen mit mehr seiner Nachbarn verbunden sein muss, was zu einer komplexeren Anordnung führt. Moderne Frösche und Salamander hatten die komplexesten Schädel aller Tiere, die wir untersucht haben.“ .“ Die Schädel der frühesten Tetrapoden konsolidierten sich auch stärker zu einer einzigen Einheit, während ihre Fischvorfahren Schädel hatten, die aus mehreren unterschiedlichen Abschnitten bestanden.

Durch die Betrachtung der Vielfalt der Schädelknochenanordnungen im Laufe der Zeit entdeckten die Autoren auch, dass der Ursprung der Tetrapoden mit einem Rückgang der Vielfalt der Schädelknochenanordnungen zusammenfällt. Professor Emily Rayfield, Seniorautorin der Studie, sagte: „Wir waren überrascht, als wir feststellten, dass diese Veränderungen am Schädel die Evolution der Tetrapoden einzuschränken schienen, anstatt die Strahlung auf neue Lebensräume an Land zu fördern. Wir glauben, dass die Entwicklung eines Halses Aussterbeereignisse sind oder ein Engpass in der Schädelentwicklung könnte dafür verantwortlich sein.“

Herr Rawson schloss: „Wir sehen auch einen ähnlichen Rückgang der strukturellen Variabilität für die Gliedmaßenknochen bei frühen Tetrapoden, aber der Rückgang der Gliedmaßen geschah 10 Millionen Jahre früher. Es scheint, dass verschiedene Faktoren die Entwicklung von Schädel und Gliedmaßen bei frühen Tetrapoden beeinflussten, und wir müssen noch so viel mehr über diese entscheidende Zeit in unserer eigenen Evolutionsgeschichte lernen.“

„Die frühe Schädelentwicklung der Tetrapoden ist durch erhöhte Komplexität, Einschränkung und einen Versatz zur Entwicklung der Flossenglieder gekennzeichnet“, von James Rawson, Dr. Borja Esteve-Altava, Dr. Laura Porro, Dr. Hugo Dutel und Professor Emily Rayfield in Wissenschaftliche Fortschritte.