สิ่งที่ฟันของช้างสอนเราเกี่ยวกับวิวัฒนาการ

What an elephant’s tooth teaches us about evolution

เพื่อพิสูจน์ว่าการเปลี่ยนแปลงวิวัฒนาการไม่เคยลงไปยีน, เพียงแค่เปิดปากของช้าง ...


ขับเคลื่อนโดย Guardian.co.ukบทความนี้มีชื่อว่า “สิ่งที่ฟันของช้างสอนเราเกี่ยวกับวิวัฒนาการ” เป็นหนังสือที่เขียนโดยอลิซโรเบิร์ต, นักสังเกตการณ์ในวันอาทิตย์ที่ 31 มกราคม 2016 07.00 UTC

นานมาแล้ว, บางทีแม้กระทั่งก่อนที่หมอกที่มีชื่อเสียงโด่งดังของเวลา, มีครอบครัวที่ดีของสัตว์ที่อาศัยอยู่ในทวีปแอฟริกา. เรื่องราวเริ่มต้นบางอย่าง 10 ล้านปีก่อนและจากนั้นครอบครัวเพิ่มขึ้นและกระจายออกไป. ประมาณสามล้านปีที่ผ่านมา, สาขาของมันที่รั่วไหลลงในยุโรปและเอเชีย. ในฐานะที่เป็นสัตว์ที่ย้ายเข้ามาอยู่ในดินแดนใหม่, พวกเขาปรับให้เข้ากับฐานะพระราชอาคันตุกะภาคเหนือมากขึ้น. ในที่สุด, บางคนเดินข้ามสะพาน Beringia, ย้ายจากเอเชียตะวันออกเฉียงเหนือเข้ามาในอเมริกาเหนือ.

มันฟังดูเป็นเรื่องที่คุ้นเคย. แน่นอนนี่คือทั้งหมดที่เกี่ยวกับบรรพบุรุษของเรา - ต้นกำเนิดแอฟริกันในยุค, กับซากฟอสซิลที่สำคัญที่ปรากฏจากตะกอนโบราณในประเทศเคนยา; บางส่วนของกลุ่มนี้อาณานิคมยุโรปและเอเชีย; เดินขบวนเข้าสู่โลกใหม่. แต่นี่ไม่ใช่เรื่องราวของ hominins: ของ australopithecines, paranthropines และ ตุ๊ด. นี่คือเรื่องราวของ elephantines ที่: แมมมอ ธ, Loxodonta และ Elephas.

ลักษณะที่โดดเด่นที่สุดของช้างที่อยู่อาศัย - ลำต้นและงา - เคยปรากฏในบรรพบุรุษของพวกเขาโดย gomphothere 20 ล้านปีที่ผ่านมา. สำหรับสัตว์ขนาดใหญ่ที่มีคอสั้น, ลำต้นเป็นประโยชน์อย่างมากในการพัฒนา, ช่วยให้ proboscideans เหล่านี้จะเข้าใจใบและนำพวกเขาไปปาก, จึงให้ความได้เปรียบวิวัฒนาการ.

การพัฒนาของลำต้นและการเปลี่ยนแปลงของฟันเข้าไปในงาได้พร้อมกับการเปลี่ยนแปลงในรูปร่างของกะโหลกศีรษะ. ภายในปาก, ฟันนอกจากนี้ยังมีการเปลี่ยนแปลง. กรามสั้นออกจากห้องเล็ก ๆ สำหรับชุดเต็มของฟันกราม, ในขณะที่ฟันที่จำเป็นเพื่อให้สามารถรักษามูลค่าอายุการใช้งานยาวนานของการสวมใส่อย่างหนัก. วิวัฒนาการให้วิธีการแก้ปัญหาเรียบร้อยทั้งสอง. แทนที่จะมีทั้งชุดของฟันกรามน้อยและฟันกรามยัดเข้าไปในปากในเวลาเดียวกัน - ในปากของคุณ - มีเพียงหนึ่งเดียว, ฟันขนาดใหญ่ครอบครองแต่ละด้านของขากรรไกรบนและล่างในเวลาใดก็ได้. ในฐานะที่เป็นฟันนี้สวมลง, อีกก็จะเจริญเติบโตอยู่เบื้องหลังมัน, พร้อมที่จะเลื่อนเข้าไปในสถานที่เมื่อฟันชำรุดหลุดออกมา, ให้สัตว์ที่มีถึงหกชุดของฟันในชีวิต.

ความประทับใจของศิลปินของกอมโฟทีเรียม
ความประทับใจของศิลปินของกอมโฟทีเรียม, บรรพบุรุษสี่ tusked ช้าง, และลูกหลานของตน. ถ่ายภาพ: Alamy

ฟันของ gomphotheres ฟอสซิลและช้างรักษาสัญญาณของอาหารของพวกเขา. อัตราส่วนของไอโซโทปที่แตกต่างกันของคาร์บอนในเคลือบฟันที่แสดงให้เห็นว่าบุคคลใดบุคคลหนึ่งได้รับการเน้นมากขึ้นในการเรียกดูบนใบหรือกินหญ้า. ทุ่งหญ้าแอฟริกาแรกเริ่มที่จะแพร่กระจายไปทั่ว 10 ล้านปีที่ผ่านมาและการวิเคราะห์ไอโซโทปเผยให้เห็นว่า gomphotheres ปลายและช้างต้นเปลี่ยนไปกินส่วนใหญ่เป็นหญ้ารอบแปดล้านปีที่ผ่านมา. ในช้าง, สวิตช์นี้สะท้อนให้เห็นในการเปลี่ยนแปลงอีกครั้งเพื่อให้ฟันเคี้ยวของพวกเขา, ซึ่งกลายเป็นสามเท่าสูง, มีการแพร่กระจายของสันเขาเคลือบฟัน. แต่เหล่านี้ การปรับตัวเพื่อการรับประทานอาหารที่มีฤทธิ์กัดกร่อน ปรากฏประมาณห้าล้านปีที่ผ่านมา, สามล้านปีหลังจากที่เปลี่ยนจากใบหญ้านุ่มยากว่า. ที่มีระดับความละเอียดที่เราจะประสบความสำเร็จเมื่อมองย้อนกลับไปในอดีต, ก็มักจะเป็นเรื่องยากที่จะรู้ว่าสิ่งที่มาก่อน - การเปลี่ยนแปลงในพฤติกรรมหรือลักษณะทางกายวิภาค. แต่ในกรณีนี้, ก็เป็นที่ชัดเจนมาก: การเปลี่ยนแปลงที่จะฟัน lagged ล้านปีหลังการเปลี่ยนแปลงในอาหาร.

ในเรื่องเล่าวิวัฒนาการของเรา, สิ่งมีชีวิตของตัวเองมักจะดูเหมือนว่าจะมีบทบาทเรื่อย ๆ: เหยื่อหมดหนทาง, เกือบ, การเปลี่ยนแปลงของสภาพแวดล้อมหรือการกลายพันธุ์ในยีน. แต่เรื่องของฟันของช้างที่แตกต่างกันอย่างใด, การเปลี่ยนแปลงในพฤติกรรมอย่างเห็นได้ชัดแจ๋วมีการเปลี่ยนแปลงในลักษณะทางกายวิภาค (และคำแนะนำทางพันธุกรรมพื้นฐานสำหรับการพัฒนาฟัน). บางทีเราไม่ควรจะประหลาดใจโดยนี้: ปั้นพัฒนาการ หมายความว่ารูปร่างสุดท้ายของร่างกายของสัตว์จะถูกกำหนดโดยไม่เพียง แต่ดีเอ็นเอ แต่ยังมาจากปัจจัยภายนอก. และสัตว์ที่มีความยืดหยุ่นมากขึ้นในวิธีที่พวกเขามีปฏิสัมพันธ์กับสภาพแวดล้อมของพวกเขามากกว่าบางครั้งเราถือว่า. ในฐานะที่เป็นช้างแสดง, แหล่งที่มาของความแปลกใหม่ในการวิวัฒนาการสามารถมาจากพฤติกรรมมากกว่าจากยีน.

ฟันกะโหลกช้างแอฟริกัน.
ฟันกะโหลกช้างแอฟริกัน. ถ่ายภาพ: ภาพของทวีปแอฟริกา Photobank / Alamy

มันเป็นไปได้เพียงแค่ว่าประเภทของการเปลี่ยนแปลงนี้, มีต้นกำเนิดที่มีการเปลี่ยนแปลงในพฤติกรรม, มีบทบาทสำคัญในวิวัฒนาการของมนุษย์. ประมาณสองล้านปีที่ผ่านมา, มีการเปลี่ยนแปลงขนาดใหญ่ในรูปร่างออกไปจากขาสั้น, ซึ่งเป็นครั้งแรกที่ปรากฏใน Homo erectus. เป็นไปได้ว่าหลายคุณสมบัติทางกายวิภาคใหม่, จากขาอีกต่อไปยังกล้ามเนื้อตะโพกขยายและร้อยหวาย chunkier เส้นเอ็น, ที่เกี่ยวข้องกับการเพิ่มประสิทธิภาพในการทำงาน. หากกลุ่มของมนุษย์เริ่มวิ่งอย่างสม่ำเสมอ, บางทีอาจจะช่วยให้พวกเขาเพื่อการล่าสัตว์หรือไล่ได้อย่างมีประสิทธิภาพมากขึ้น, การเปลี่ยนแปลงทางกายวิภาคจะทำตาม, โดยเฉพาะอย่างยิ่งในหมู่เยาวชนยังคงพัฒนา. เมื่อทำงานกลายเป็นส่วนหนึ่งที่สำคัญของพฤติกรรม, การกลายพันธุ์ใด ๆ ที่เพิ่มขึ้นก็จะได้รับการสนับสนุน. แต่แหล่งที่มาที่แท้จริงของความแปลกใหม่, บางที, ก็คือว่าการเปลี่ยนแปลงในพฤติกรรมและไม่กลายพันธุ์ทางพันธุกรรม.

proboscideans ดีที่ท่องไปในภูมิประเทศที่แอฟริกันที่บรรพบุรุษของเราเองพัฒนาเตือนเราว่าแปลกวิวัฒนาการไม่เคยเกิดในยีน.

guardian.co.uk ©การ์เดียนข่าว & มีเดีย จำกัด 2010

เผยแพร่ผ่านทาง การ์เดียนฟีดข่าว ปลั๊กอิน สำหรับ WordPress.