دراسة حوالي 375 مليون سنة، والأسماك المتحجرة الديفوني في وقت متأخر، وصفت بالتفصيل زعانف بدأت في التغيير للمشي على تطور أطراف الأرض. وفي الدراسة الجديدة جامعة شيكاغو عالم الحفريات التي نشرت في "الأكاديمية الوطنية الأمريكية للعلوم"، استخدمت الدراسة CT بمسح للتحقق ما زالوا محاصرين في شكل الصخور المحيطة أشعة الزعانف وهيكله. تسمح هذه الأدوات التصوير كان الباحثون أولا لبناء الرقمي نموذج ثلاثي الأبعاد الأسماك القدمين تيكتاليك والأقارب وثيقة كامل الزعانف في السجل الأحفوري. ثم يمكنك استخدام هذه النماذج لاستنتاج كيفية عمل زعانف والتغيرات في مسار التطور في الأطراف.

في هذه المرحلة الانتقالية الحرجة، ركزت زعانف معظم الدراسات على موقعنا على الجزء العلوي من الذراع، الساعد والرسغ والأصابع تتوافق ضخمة، فريدة من نوعها العظام والغضاريف شظايا. راقب الباحثون تسمى هذه العظام "هيكل داخلي" هو كيفية تغيير في الحيوانات التي تدب على أربع (أي الحيوانات التي تدب على أربع) التي يمكن التعرف من الذراعين والساقين والأصابع. الأشعة والعمود الفقري زعنفة نحيلة تشكيل الثانية بالتساوي المهم "الجلود" هيكل عظمي، بل هو أيضا خلال هذه الفترة قد خضعوا التغيرات التطورية. غالبا ما يتم التغاضي هذه القطع لأنه عندما تصبح الحيوانات الحفريات، فإنها قد تتحطم، أو لأنها معد الأحفوري إزالة عمدا لفضح العظام أكبر في العظام.

جلدية راي غالبية مساحة عدد من الزعانف، ولكن في أقرب أطرافه البيولوجية اختفت تماما. وقال باحث ما بعد الدكتوراه توماس ستيوارت (توماس ستيوارت) دكتوراه، الذي قاد الدراسة الجديدة: لقد حاولنا قبل أي تغييرات أخرى في التطور البدني والنضج لفهم الاتجاهات العامة في تطور الأدمة والعظام. إذا كنت تريد أن ترى في هذا التاريخ، وكيف تطورت الحيوانات لاستخدام الزعانف، والتي سوف تكون مجموعة البيانات الهامة.

محاكاة 3D زعانف القديمة

وقد درس ستيوارت وزملاؤه السمة الأصلية من ثلاثة ذوات الأربع الأسماك الديفوني في وقت متأخر: سحلية (Sauripterus Taylori)، تنين حقيقي (Eusthenopteron Foordi) وتيتا ريك روز (تيكتاليك Roseae)، وهو مؤلف بارز في دراسة جديدة، اكتشف جامعة شيكاغو الحفريات نيل شوبين (نيل شوبين) الفريق الدكتور قاد. يعتبر السحالي وEusthenopteron المائية تماما، واستخدام زعانفها الصدرية إلى السباحة، على الرغم من أنها قد تكون قادرة على إعالة أنفسهم في الجزء السفلي من البحيرات ومجاري المياه. قد يكون تيكتاليك قادرة على دعم أكثر من وزنه مع زعانف.

حتى مع مغامرتهم من الماء، رحلات قصيرة عبر المياه الضحلة والمسطحات الطينية. من خلال مراقبة الزعنفة كامل تيكتاليك، فهم أوضح لكيفية فهو يدعم نفسه والمتنقلة. يمكن للمرء أن زعانف على شقة النخيل على الجزء السفلي من الأنهار والجداول الموحلة. والمغطى ستيوارت وشوبين والجامعية Ihna يو والدكتور جوستين يمبورج (شوبين الباحثين معمل آخر) التعاون، ومسح عينة في وقت الحفريات الخاصة بهم أيضا في الصخر. ثم استخدم التصوير برنامج إعادة بناء نموذج ثلاثي الأبعاد، حتى يتمكنوا من التحرك، وتناوب تصور العظام الجلدية، تماما مثل يستخرج تماما أنه من المواد المحيطة بها لنفسه.

ويظهر النموذج أن هذه الحيوانات أشعة الزعانف وتبسيط والحجم الكلي للشبكة زعنفة أصغر من سابقه. والمثير للدهشة، ولكن أيضا لرؤية أعلى وأسفل الزعانف تصبح غير المتماثلة. تتشكل أشعة الزعانف في الواقع من قبل زوج من العظام. على سبيل المثال، في Eusthenopteron، الزعنفة الظهرية، أو أعلى وأسفل زعانف أطول من أو زعانف الحوض أكبر قليلا. تيكتاليك بطني من أشعة السينية الظهرية عدة مرات، مشيرا إلى أن الجانب السفلي من العضلات تمتد الزعانف مثل كف اللحوم في الجزء السفلي للمساعدة في دعم وزنه. وهذا يوفر المزيد من المعلومات حتى نتمكن من فهم الحيوانات مثل تيكتاليك في هذا التحول هو كيفية استخدام الزعانف.

الحيوانات من السباحة الحرة، مع تدفق المياه في جميع أنحاء زعانف السيطرة، وتكييفها لفتح في السطح السفلي. أيضا مقارنة ستيوارت وزملاؤه العظام الجلد والأسماك الرئة والأسماك سمك الحفش أن نتعلم أن نرى في وضع السجل الأحفوري. في أعلى وأسفل الزعانف وجدوا بعض من نفس الاختلافات التماثل، مما يوحي بأن هذه التغييرات تلعب دورا أكبر في تطور الأسماك. وهذا يعطي الباحثون المزيد من الثقة، مجموعة أخرى من البرامج البيانات أن هذه الأنماط للأسماك حقيقية وواسعة النطاق وهامة، ليس فقط في السجل الأحفوري، لأنه الزعنفة إلى الانتقال أطرافهم، ولكن أيضا ل في سياق أوسع، وظيفة الزعنفة هو الصحيح.

الديباج بارك | البحوث / من: المركز الطبي بجامعة شيكاغو

مجلة إشارة "PNAS"

دوى: 10.1073 / pnas.1915983117

الديباج بارك | علوم والتكنولوجيا والبحوث والعلوم