Schlangen verlassene Gliedmaßen, um sich an die grabende Lebensweise anzupassen • Julia Kondratenko • Wissenschaftsnachrichten zu den "Elementen" • Zoologie, Paläontologie, Evolution

Schlangen verlassenen Gliedmaßen, um sich an den grabenden Lebensstil anzupassen

Abb. 1. Oben – Die Lage der Knochen des Innenohrs im Schädel einer Schlange (gezeigt) orange). Unten – Proben der Strukturen des Innenohrs in Schlangen führen (von links nach rechtsa) Wasser, Land und grabender Lebensstil; Vorraum – die Schwelle. Abbildung aus dem besprochenen Artikel inWissenschaft Fortschritte

Der Ursprung der Schlangen ist keine vollständig gelöste Frage. Einige Wissenschaftler glauben, dass Schlangen Gliedmaßen verloren haben, um ein Grabungsleben zu führen, während andere glauben, dass sich Schlangen an das Leben in der aquatischen Umwelt angepasst haben. Zugunsten der ersten Sichtweise ein neues Argument. Forscher haben gezeigt, dass das Innenohr einer Schlange, die vor 90 Millionen Jahren lebte, ähnlich ist wie das Innenohr moderner Schlangen, die eine grabende Lebensweise führen, nicht terrestrisch oder aquatisch. Die spezielle Struktur des Innenohrs der Grabschlangen hilft ihnen, die niederfrequenten Schwingungen des Bodens besser zu spüren.

Schlangen heben sich vor dem Hintergrund anderer Wirbeltiere mit einem vollständigen (oder fast vollständigen) Fehlen von Gliedmaßen ab. Wissenschaftler haben lange diskutiert, welche Faktoren zur Entstehung von Tieren mit solch ungewöhnlicher Körperform geführt haben. Bittet um zwei Versionen. Die erste ist, dass Schlangen Gliedmaßen verloren haben und versuchen, wie Würmer zu werden, um sich an das Leben im Boden anzupassen.Die zweite ist, dass die Schlangen dem Weg von Aalen und anderen ähnlichen Fischen mit einem länglichen Körper folgen, der zum Schwimmen angepasst ist. Ein gut erhaltenes Skelett eines alten Repräsentanten dieser Gruppe würde helfen, den Ursprung der Schlange zu verstehen: Durch das Verhältnis der Längen des Schwanz- und Rumpfteils der Wirbelsäule ist es möglich zu bestimmen, an welchen Lebensraum sich die Schlange angepasst hat. Aber leider warten antike Skelette sehr selten auf intakte Paläontologen. Es ist daher interessant, dass die Autoren eines aktuellen Zeitschriftenartikels Wissenschaft eine geniale Möglichkeit gefunden, den Lebensraum von Schlangen auch aus schlecht erhaltenen Überresten vorherzusagen.

Wissenschaftler haben auf die Struktur des Innenohrs von Schlangen geachtet. Dieses komplexe Organ hilft dem Tier, sich im Raum zu orientieren und reagiert nicht nur auf das Hören, sondern auch auf das Gleichgewicht. Es ist logisch anzunehmen, dass die Struktur des Innenohrs je nach dem Lebensraum einer Schlange variieren kann. Mithilfe der Röntgentomographie untersuchten Wissenschaftler die Struktur des Innenohrs von 34 modernen und fossilen Schlangen.

Es stellte sich heraus, dass die im Boden lebenden Schlangen ausgeprägte Merkmale der Struktur des Innenohrs aufweisen, die sie von Wasserschlangen und Landlebenschlangen unterscheiden (Abb. 1).Die graben Schlangen hatten einen besonders großen Vorraum, einen Teil des Innenohrs, wo das Gehörorgan (Cochlea) und das Gleichgewichtsorgan aus halbrunden Tubuli sich öffnen. Das Vestibulum des Innenohrs der Erdschlangen war fast kugelförmig und besetzte das gesamte Volumen, das durch die halbkreisförmigen Kanälchen begrenzt war. Interessanterweise, Schlangen, die normalerweise eine irdische Lebensweise führen, aber im Boden vergraben werden können, wurde, wenn sie gestört wurden, auch die Schwelle verlängert, aber immer noch nicht so groß wie die der ständigen Bewohner des Bodens. Wissenschaftler vermuten, dass das große Vestibulum des Innenohrs dazu beiträgt, dass sich Schlangen auf die Wahrnehmung niederfrequenter Schwingungen des Bodens einstellen.

Das Gerät des Innenohrs von Schlangen, die eine irdische Lebensweise führen, und von Schlangen – Bewohnern der aquatischen Umwelt war ziemlich ähnlich, aber dennoch ermöglichte eine sorgfältige Analyse der dreidimensionalen Koordinaten, die Organe der Vertreter dieser beiden Gruppen zu unterscheiden. Je nach den Strukturen des Innenohrs wurden die Schlangen je nach Habitat in Gruppen eingeteilt, und nicht nach ihrer phylogenetischen Zugehörigkeit oder beispielsweise ihrer Körpergröße. Es stellt sich heraus, dass selbst wenn wir nur die Struktur des Innenohrs der Schlange kennen, es immer noch möglich ist, mit welcher Wahrscheinlichkeit die Umgebung vorherzusagen, in der das Tier lebte.

In Anbetracht dieser Ergebnisse entschieden die Forscher, den Lebensraum der Schlange an den Knochen des Innenohrs zu bestimmen. Dinilysia patagonicaLeben in der Oberkreide, vor etwa 90 Millionen Jahren (siehe H. Zaher und C. Scanferla, 2012. Der Schädel der Oberkreide Schlange Dinilysia patagonica Smith-Woodward, 1901, und seine phylogenetische Position überarbeitet). Es wurde in Argentinien gefunden und erstmals 1901 beschrieben (A. Woodward, 1901. Auf einigen ausgestorbenen Reptilien aus Patagonien, der Genera Miolania, Dinilysiaund Genydectes), und es gibt immer noch keinen Konsens über seinen genauen Platz in der Klassifikation – es ist jedoch bereits klar, dass Dinilysia patagonica war irgendwo an der Basis des phylogenetischen Baums moderner Schlangen. Das vollständige Skelett wurde nicht erhalten, aber die Knochen des Innenohrs wurden in gutem Zustand gefunden (Abb. 2), so dass die Forscher sie scannen und mit den Strukturen des Innenohrs von Schlangen bekannter Habitate vergleichen konnten. Es stellte sich heraus, dass das Innenohr Dinilysia patagonica eindeutig in der gleichen Gruppe wie die Körper der Grabenschlangen enthalten. Die Forscher schätzten sogar genau die Wahrscheinlichkeit, mit der ihr Modell die Lebensweise dieser alten Schlange voraussagte – 93,4%. Dinilysia patagonica jetzt kann es als die größte grabende Schlange in der Geschichte (seine Länge ist 1,8 m) betrachtet werden: vorher bekannte Vertreter dieser Gruppe erreichten nur 1,6 Meter Länge, und moderne Grabschlangen sind kürzer als ein Meter überhaupt.

Abb. 2 Der Schädel Dinilysia Patagonica vom Argentinischen Naturkundemuseum (Museo Argentino de Ciencias Naturales), mit dem ein 3D-Modell des Innenohrs gebaut wurde. A, B, C, D und E – Blick von oben, unten, rechts, links und hinten. Foto von H. Zaher und C. Scanferla, 2012. Der Schädel der Oberkreide Schlange Dinilysia patagonica Smith-Woodward, 1901, und seine phylogenetische Position neu besichtigt

Für diejenigen, die das noch immer bezweifeln Dinilysia patagonica gehörte zu den Vorfahren der modernen Schlangen, und nicht zum Schwesterzweig, Wissenschaftler beschlossen, Modelle des inneren Vorfahren der modernen Schlangen getrennt zu bauen. Um dies zu tun, kombinierten die Forscher die gebauten Modelle des Innenohrs, die den Platz jeder der Schlangen in der gegenwärtig akzeptierten Klassifikation gegeben haben. Je weiter die Schlange vom letzten gemeinsamen Vorfahren der Schlange entfernt ist, desto geringer ist der Beitrag ihres Innenohrmodells zum Innenohrmodell eines gemeinsamen Vorfahren. Die Wissenschaftler änderten leicht die Kombinationsparameter und bauten zwei mögliche Modelle des Innenohrs des letzten gemeinsamen Vorfahren der modernen Schlangen. Nach den konstruierten Modellen zu urteilen, führte dieses hypothetische Tier auch einen grabenden Lebensstil.

Quelle: Hongyu Yi und Mark Norell. Der grabende Ursprung moderner Schlangen // Wissenschaft Fortschritte. 2015. V. 1. Nein. 10. P. e1500743. DOI: 10.1126 / sciadv.1500743.

Siehe auch:
Meghan Rosen. Schlangen haben sich aus dem Urwuchs entwickelt, neue Daten deuten darauf hin, dass // WissenschaftsNachrichten. 27. November 2015

Julia Kondratenko


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