Apa gigi gajah mengajar kita mengenai evolusi

What an elephant’s tooth teaches us about evolution

Untuk membuktikan bahawa perubahan evolusi tidak selalu turun ke gen, hanya membuka mulut gajah ...


Dikuasakan oleh Guardian.co.ukArtikel ini bertajuk “Apa gigi gajah mengajar kita mengenai evolusi” ditulis oleh Alice Roberts, untuk The Observer pada hari Ahad 31 Jan 2016 07.00 UTC

Suatu masa dahulu, mungkin juga sebelum kabus diraikan masa, terdapat satu keluarga besar haiwan yang tinggal di Afrika. Cerita ini bermula beberapa 10 juta tahun yang lalu dan kemudian keluarga itu berkembang dan tersebar. Kira-kira tiga juta tahun yang lalu, satu cabang ia tertumpah ke Eropah dan Asia. Sebagai haiwan berpindah ke wilayah baru, mereka menyesuaikan diri dengan lebih kawasan yang lebih utara. Akhirnya, beberapa melintasi jambatan Beringia, berhijrah dari utara-timur Asia ke Amerika Utara.

Ia kedengaran cerita biasa. Sesungguhnya ini adalah tentang nenek moyang kami - asal-usul Afrika di Miocene yang, dengan fosil utama yang terdapat dalam sedimen kuno di Kenya; sebahagian daripada kumpulan ini menjajah Eropah dan Asia; perarakan ke dalam dunia baru. Tetapi ini bukan kisah hominins: daripada Australopithecus, paranthropines dan Homo. Ini adalah kisah elephantines: mammoths, Loxodonta dan Elephas.

Ciri-ciri yang paling menarik gajah hidup - batang dan gading - telah muncul dalam nenek moyang gomphothere mereka dengan 20 juta tahun yang lalu. Bagi haiwan yang besar dengan leher yang pendek, batang adalah satu perkembangan yang amat berguna, membolehkan proboscideans ini untuk memahami daun dan membawa mereka ke mulut, sekali gus memberi kelebihan evolusi.

Pembangunan batang dan transformasi gigi kacip ke gading telah disertai oleh perubahan dalam bentuk tengkorak. Di dalam mulut, gigi telah juga berubah. A rahang pendek meninggalkan bilik kecil untuk satu set lengkap gigi geraham, manakala gigi diperlukan untuk dapat mengekalkan bernilai seumur hidup yang panjang memakai berat. Evolution menyediakan penyelesaian kemas untuk kedua-dua masalah. Daripada mempunyai satu set keseluruhan geraham kecil dan geraham disumbat ke dalam mulut pada masa yang sama - seperti dalam mulut anda - ada hanya adalah satu, gigi besar berkongsi setiap sisi rahang atas dan bawah pada bila-bila. Sebagai gigi ini memakai ke bawah, lagi akan berkembang di belakangnya, bersedia untuk slaid ke dalam tempat apabila gigi usang jatuh daripada, menyediakan haiwan dengan sehingga enam set gigi dalam seumur hidup.

Gambaran artis daripada gomphotherium yang
Gambaran artis daripada gomphotherium yang, moyang empat tusked gajah, dan keturunannya. Gambar: Alamy

Gigi gomphotheres fosil dan gajah memelihara isyarat diet mereka. Nisbah isotop yang berbeza karbon dalam enamel gigi menunjukkan sama ada individu tertentu memberi tumpuan lebih pada melayari pada daun atau makan rumput. Padang rumput Afrika pertama mula tersebar di seluruh 10 juta tahun yang lalu dan analisis isotop mendedahkan bahawa gomphotheres lewat dan gajah awal beralih kepada makan terutamanya rumput sekitar lapan juta tahun yang lalu. dalam gajah, suis ini dapat dilihat dalam satu lagi perubahan pada gigi mengunyah mereka, yang menjadi tiga kali lebih tinggi, dengan percambahan rabung enamel. tetapi ini penyesuaian untuk diet yang kasar muncul sekitar lima juta tahun yang lalu, tiga juta tahun selepas suis yang dari daun lembut untuk rumput sukar. Dengan tahap resolusi kita boleh mencapai apabila melihat jauh ke belakang ke masa lalu, ia sering sukar untuk mengetahui apa yang datang pertama - perubahan dalam tingkah laku atau dalam anatomi. Tetapi dalam kes ini, ia amat jelas: perubahan kepada gigi tertinggal berjuta-juta tahun selepas perubahan dalam diet.

Dalam kisah evolusi kita, organisma itu sendiri sering seolah-olah memainkan peranan yang pasif: mangsa tidak berkuasa, hampir, perubahan kepada persekitarannya atau mutasi dalam gen. Tetapi kisah gigi gajah adalah entah bagaimana berbeza, perubahan dalam tingkah laku jelas mendahului perubahan anatomi (dan arahan genetik asas untuk pembangunan gigi). Mungkin kita tidak harus terkejut dengan ini: keplastikan pembangunan bermakna bahawa bentuk akhir badan haiwan ditentukan bukan sahaja oleh DNA tetapi juga oleh faktor-faktor luaran. Dan haiwan adalah lebih fleksibel dalam cara mereka berinteraksi dengan persekitaran mereka daripada kita kadang-kadang menganggap. Gajah tunjukkan, sumber baru dalam evolusi boleh datang dari tingkah laku dan bukannya daripada gen.

Gigi dalam tengkorak gajah Afrika.
Gigi dalam tengkorak gajah Afrika. Gambar: Images Afrika Photobank / Alamy

Ia hanya mungkin bahawa ini jenis perubahan, berasal dengan perubahan dalam tingkah laku, memainkan peranan yang penting dalam evolusi manusia. Kira-kira dua juta tahun yang lalu, terdapat perubahan yang besar dalam bentuk badan dari kaki yang pendek, yang pertama kali muncul dalam Homo erectus. Ia mungkin bahawa banyak ciri-ciri anatomi baru, dari kaki yang lebih lama untuk otot gluteal diperbesarkan dan chunkier Achilles tendon, berkaitan dengan peningkatan kecekapan dalam menjalankan. Jika sekumpulan manusia mula bergerak dengan tetap, mungkin membolehkan mereka untuk memburu atau hapus sisa dengan lebih berkesan, perubahan anatomi akan mengikuti, terutamanya di kalangan anak-anak muda masih membangun. Setelah berjalan menjadi satu bahagian penting dalam tingkah laku, sebarang mutasi yang dipertingkatkan ia akan disukai. Tetapi sumber sebenar sesuatu yang baru, mungkin, adalah bahawa perubahan dalam tingkah laku dan tidak mutasi genetik.

The proboscideans besar yang berkeliaran landskap Afrika di mana nenek moyang kita sendiri berkembang mengingatkan kita bahawa sesuatu yang baru evolusi tidak selalu berasal dalam gen.

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

Diterbitkan melalui Guardian News Feed plugin untuk WordPress.