Различия в количестве позвонков наиболее выражены у млекопитающих, которые не полагаются на бег и прыжки, например, у приспособленных к подвешиванию, таких как человекообразные обезьяны и ленивцы, пришла к выводу группа антропологов в исследовании, опубликованном в журнале Nature. Экология и эволюция.
Предыдущее исследование показало, что скорость бега конкретно определяет изменение числа позвонков - вывод, не подтвержденный новой работой.
«Классический план тела многих млекопитающих построен на подвижной спине, и этот план тела сохраняется независимо от скорости бега», - объясняет антрополог Нью-Йоркского университета Скотт Уильямс, старший автор статьи.«В частности, мы обнаружили, что определенный тип локомоторного поведения - подвешивающая локомоция, которая включает в себя подвешивание под ветвями деревьев, а не скорость, - связан с увеличением вариации числа позвонков у млекопитающих».
Работа сосредоточена на попытке лучше понять, почему определенные аспекты млекопитающих остаются неизменными во времени - явление, известное как эволюционный застой.
Несмотря на разнообразие, которое принесла эволюция, сохраняется постоянство в широком диапазоне отдаленно родственных организмов. Особо следует отметить количество шейных (шейных) и задних (грудных и поясничных) позвонков млекопитающих.
«Почти у всех млекопитающих одинаковое количество шейных позвонков, независимо от того, насколько длинная или короткая их шея - у людей, жирафов, мышей, китов и утконосов ровно семь шейных позвонков», - объясняет соавтор Джефф. Спир, докторант Нью-Йоркского университета.
На самом деле, у большинства млекопитающих имеется 19 или 20 грудных и поясничных позвонков, всего 26 или 27 «CTL» позвонков (для «шейных, грудных и поясничных» позвонков). Эти числа мало различаются как внутри вида, так и между разными видами - или даже между разными видами, разделенными более чем 160 миллионами лет эволюции. Люди с 24 CTL являются одним из исключений.
В более ранней работе была выдвинута гипотеза о том, что быстрый бег ограничивает количество позвонков ЦТЛ у млекопитающих и что более медленные млекопитающие могут свободно варьировать количество ЦТЛ, предполагая связь между скоростью и количеством позвонков. Однако этот вывод был основан на данных ограниченной выборки разнообразия млекопитающих.
Чтобы узнать, что вызывает эволюционный застой и почему есть исключения, например, у людей, ученые стремились создать более четкую картину, используя более крупную и разнообразную выборку млекопитающих и филогенетические методы - те, которые учитывают эволюционное родство в анализах.
В своем исследовании они подсчитали позвонки тысяч особей почти 300 видов млекопитающих. Затем исследователи сравнили различия в количестве позвонков CTL с такими чертами, как скорость, среда обитания, передвижение, подвижность позвоночника, осанка и использование конечностей.
Анализ не показал связи между количеством позвонков и скоростью бега. Скорее, эта тенденция в первую очередь была вызвана животными, адаптированными к подвешивающему и другому «антипроноградному» поведению, когда конечности удерживаются в напряжении во время медленного лазания, карабканья и подвешивания.
Это наблюдение привело исследователей к гипотезе о том, что классическое строение тела некоторых млекопитающих - терианских млекопитающих, которые рождают живых детенышей, - построено на подвижной спине и что это строение тела сохраняется независимо от скорости бега.
Это было основано на существующем понимании генетической активности, связанной с позвонками.
"Изменения в типах позвонков определяются генами Hox - генами, которые организуют тела животных по оси голова-хвост, гарантируя, что ваши глаза смотрят на лицо, а ноги - на основание туловища", объясняет Копье. «Но изменения в экспрессии гена Hox иногда создают позвонки промежуточного типа, что может препятствовать подвижности позвоночника."
Для животных, следующих предковому плану тела, от опоссумов до тигров, отклонения от предковых типов позвонков в спине создают риск неэффективной локомоции и отсеиваются естественным отбором, добавляет он.
«Однако млекопитающие, которые отклоняются от этого строения тела, такие как человекообразные обезьяны, приспособленные к антипроноградному поведению, могут более свободно варьировать количество своих CTL-позвонков», - говорит Уильямс. «Таким образом, наше собственное нетипичное количество CTL-позвонков может быть следствием нашей эволюционной истории как антипроноградных альпинистов».