Mikä norsun hammas opettaa meille evoluutio

What an elephant’s tooth teaches us about evolution

Sen todistamiseksi, että evolutiivinen muutos ei ole aina alas geenien, avaamalla norsun suuhun ...


Powered by Guardian.co.ukTämä artikkeli otsikolla “Mikä norsun hammas opettaa meille evoluutio” oli kirjoittanut Alice Roberts, The Observer sunnuntaina 31 tammikuu 2016 07.00 UTC

Kauan sitten, ehkä jopa ennen vietetään kaukana historiassa, oli suuri perhe eläimiä, jotka elivät Afrikassa. Tarina alkaa joitakin 10 miljoonaa vuotta sitten ja sitten perhe kasvoi ja levittää. Noin kolme miljoonaa vuotta sitten, haara se valui Euroopassa ja Aasiassa. Koska eläimet siirretään uusille alueille, ne on sovitettu enemmän pohjoisen ilmastoa. Lopulta, Joissakin ylitti sillan Beringia, siirtyvät koillisesta Aasiasta Pohjois-Amerikkaan.

Kuulostaa tutulta tarina. Varmasti tässä on kyse esivanhemmistamme - Afrikkalainen alkunsa mioseenikautena, keskeisten fossiileja näkymisen muinaisista sedimenteistä Keniassa; osa tästä ryhmästä colonizing Euroopassa ja Aasiassa; Marssin uuteen maailmaan. Mutta tämä ei ole tarina hominins: of australopithecines, paranthropines ja Homo. Tämä on tarina elephantines: of mammutit, Loxodonta ja Elephas.

Silmiinpistävin ominaisuudet elävien elefanttien - rungot ja syöksyhampaat - oli ilmestynyt heidän gomphothere esivanhempien mennessä 20 miljoonaa vuotta sitten. Suuri eläin, jolla on lyhyt kaula, runko oli erittäin hyödyllinen kehitystä, että kyseisillä proboscideans tarttua lehtiä ja tuoda ne suuhun, mikä antaa evoluution etu.

Kehittymistä runko ja muutosta etuhampaiden osaksi syöksyhampaat liittyi muutos kallon muoto. Suun sisälle, Hampaat myös muuttumassa. Lyhyt leuka jätti vähän tilaa täyttä poskihampaat, kun hampaat piti pystyä ylläpitämään pitkäikäisiä verran kovaa kulutusta. Evolution tarjotaan siisti ratkaisun molemmat ongelmat. Sen sijaan, että koko joukko välihampaita ja poskihampaat ahdetaan suuhun samanaikaisesti - kuin suussa - siellä oli vain yksi, suuri hammas miehittää kummallakin puolella ylä- ja alaleuan milloin tahansa. Koska tämä hammas kuluivat, toinen olisi kasvussa takana, valmis liukua paikalleen kun kuluneet hammas irtosi, kunhan eläin jopa kuusi sarjaa hampaita elämässä.

Taiteilijan vaikutelman gomphotherium
Taiteilijan vaikutelman gomphotherium, neljän tusked esi elefantti, ja sen jälkeläiset. Valokuva: Alamy

Hampaat Fossiilisten gomphotheres ja norsut säilyttää signaali niiden ruokavalion. Suhde eri isotooppi hiiltä hammaskiille näyttää, onko tietty yksilö oli keskittyä enemmän lukemassa lehtiä tai syövät ruohoa. Niityt Afrikan ensimmäinen alkoi levitä ympäri 10 miljoonaa vuotta sitten ja isotooppi-analyysi paljastaa, että myöhäinen gomphotheres ja varhaisen norsuja siirtynyt syövät pääasiassa ruohoa noin kahdeksan miljoonaa vuotta sitten. norsujen, tämä kytkin näkyy Toinen muutos heidän pureskelua hampaita, josta tuli kolme kertaa niin pitkä, kanssa leviämisen emali harjanteita. mutta nämä mukauttaminen hankaavaa ruokavalioon ilmestyi noin viisi miljoonaa vuotta sitten, kolme miljoonaa vuotta sen jälkeen, että kytkin pehmeästä lehdistä kovia ruohoja. Asteen kanssa päätöslauselman voimme saavuttaa kun tarkastellaan kauas menneisyyteen, se on usein vaikea tietää, kumpi oli ensin - muutoksia käyttäytymisessä tai anatomia. Mutta tässä tapauksessa, se on hyvin selkeä: muutokset hampaisiin jäänyt miljoonia vuoden kuluttua ruokavalion muuttuminen.

Meidän evoluution kertomuksia, organismi itse näyttää usein passiivinen rooli: voimaton uhri, lähes, muutoksista sen ympäristöön tai mutaatioita sen geeneissä. Mutta tarina norsun hammas on jotenkin erilainen, toiminnan muutoksia selvästi edeltää muutoksen anatomia (ja taustalla geneettinen ohjeet hampaiden kehitykseen). Ehkä meidän pitäisi olla yllättyneitä tästä: kehityshäiriöitä plastisuus tarkoittaa, että lopullinen muoto eläimen kehon ei ratkaise ainoastaan ​​DNA vaan myös ulkoiset tekijät. And animals are more flexible in the way they interact with their environments than we sometimes assume. As elephants show, the source of novelty in evolution can come from behaviour rather than from genes.

Teeth in an African elephant skull.
Teeth in an African elephant skull. Valokuva: Images of Africa Photobank/Alamy

It’s just possible that this type of change, originating with a change in behaviour, played an important role in human evolution. Around two million years ago, there was a large shift in body shape away from short legs, which first appears in Homo erectus. It’s likely that many of the new anatomical features, from longer legs to enlarged gluteal muscles and chunkier achilles tendons, are related to increased efficiency in running. If a group of humans began to run regularly, perhaps allowing them to hunt or scavenge more effectively, anatomical changes would follow, especially among the still-developing youngsters. Once running became an important part of behaviour, any mutations that enhanced it would be favoured. But the real source of novelty, perhaps, was that change in behaviour and not a genetic mutation.

The great proboscideans that roamed the African landscapes where our own ancestors evolved remind us that evolutionary novelty doesn’t always originate in the genes.

guardian.co.uk © Guardian News & Media Limited 2010

Julkaistu kautta Guardian News Feed plugin WordPress.