התעלומה של מתי התפתחו יונקים בעלי דם חם עשויה להיפתר סוף סוף

אב קדמון של יונק ששומר על חום. (לוזיה סוארס)

כמו הראשון דינוזאורים מצאו את רגליהם לפני כ-230 מיליון שנה, צצו גם אבותיהם הקדמונים של היונקים המודרניים. איפשהו בדרך הם פיתחו יכולת יוצאת דופן: לייצר את החום של עצמם.

הצעד האבולוציוני המכריע הזה לקראת אנדותרמיה היכולת לייצר חום מבפנים ולשמור על טמפרטורת גוף ליבה כמעט קבועה גם כאשר טמפרטורות הסביבה משתנותמאז אפשרה למעמד מגוון זה של בעלי חיים לשגשג במגוון רחב של סביבות ברחבי העולם.

אבל בדיוק מתי דם חם, או אנדותרמיה, התפתחה לראשונה בבעלי חיים, נותרה תעלומה גדולה לביולוגים אבולוציונייםעד עכשיו.



מחקר חדש של צוות בינלאומי של מדענים בראשות הפלאונטולוג ריקרדו אראוג'ו מאוניברסיטת ליסבון מצא ראיות המצביעות על כך שאנדותרמיה נוצרה לפני כ-233 מיליון שנים, במהלך טריאס מאוחר , העידן הגיאולוגי שבישר את עידן הדינוזאורים.

עדות זו נמצאה לא בדם אלא באוזניים הפנימיות המאובנות של אבות יונקים קדומים.

אמנם האוזן הפנימית עשויה להיראות כמקום לא סביר לחפש בו רמזים לגבי טמפרטורת הגוף, אבל זה היה למעשה צעד הגיוני לאחר שהחוקרים הבינו שטמפרטורת הגוף משפיעה על הצמיגות, או נזילות, של הנוזל הזורם מסביב לתעלות הזעירות החצי-מעגליות של אוזן פנימית.

המשימה העיקרית של מבנים מלאי לולאות אלו של האוזן הפנימית היא לסייע בזיהוי תנועת ראש, החיונית לאיזון, ראייה ותנועות מתואמות.

'עד עכשיו, תעלות חצי מעגליות שימשו בדרך כלל כדי לחזות תנועה של אורגניזמים מאובנים', מסביר רומיין דיוויד, מחבר מחקר ופליאונטולוג המתמחה בביו-מכניקה של תעלות אוזניים במוזיאון הטבע של בריטניה בלונדון.

'עם זאת, על ידי הסתכלות קפדנית על הביומכניקה שלהם, הבנו שאנחנו יכולים להשתמש בהם גם כדי להסיק טמפרטורת גוף.'

מבחר גישות שונות שימשו בעבר כדי לאתר מתי סביר להניח שהאנדותרמיה התפתחה אצל יונקים וציפורים עתיקות. אבל המחקרים האלה, שניסו לקשר בין קצב חילוף החומרים, שימוש בחמצן ועקבות שיער גוף לטמפרטורות גוף ממוצעות, הניבו תוצאות מעורפלות או סותרות, אומרים החוקרים.

הם בטוחים למדי בשיטה החדשה שלהם לנתח את הגודל והצורה של מבנים גרמיים ורקמות רכות של האוזן הפנימית כדי להסיק אם בעלי חיים היו חמים או קרים, לאחר שאימתו זאת בלמעלה מ-360 חולייתנים חיים ונכחדים לפני שחזרו לתיעוד המאובנים. .

ניתוחים ראשוניים אלה הראו כי תעלות האוזן הפנימיות של בעלי חיים עם טמפרטורת גוף גבוהה מתמשכת, כמו יונקים, נאלצו לשנות צורה כדי להמשיך לתפקד כראוי עם נוזלים זורמים יותר.

משמעות הדבר היא שמבנה האוזן הפנימית יכול לשמש כמדריך מדויק למתי התפתחה האנדותרמיה.

ואכן, כאשר החוקרים ניתחו מאובנים מקבוצה של 56 מינים שנכחדו שמהם יצאו יונקים, הם הבחינו שלבעלי החיים העתיקים הללו יש תעלות קטנות יותר ותעלות צרות יותר מאשר יצורים בעלי דם קר בגודל דומה.

תעלות האוזן הפנימיות של בעלי חיים עתיקים עם דם חם (משמאל) ועם דם קר (ימין). (דיוויד ואראוג'ו)

השינויים הללו במבני האוזן הפנימית היו פתאומיים, מצאו החוקרים, ועמדו בקורלציה עם עלייה חדה בטמפרטורת הגוף של כ-5 עד 9 מעלות צלזיוס (9 עד 16 מעלות פרנהייט).

סימולציות למעקב אחר השינויים באוזניים מאובנות לאורך זמן מצביעות על כך שהאנדותרמיה התפתחה הרבה יותר מאוחר, ולכן מהר יותר, ממה שחשבו פליאונטולוגים - בתוך פחות ממיליון שנים.

ייתכן שאבות קדמונים אלה הנבטו פרווה במקביל לחילוף החומרים שלהם החליף הילוך כדי לשמור על טמפרטורות גוף גבוהות יותר בתקופה שבה האקלים הטריאסי התקרר במהירות.

'אנדותרפיה, כמאפיין פיזיולוגי מכריע, מצטרפת למאפיינים ייחודיים אחרים של יונקים שהופיעו בתקופה זו של חוסר יציבות אקלימית',Araújo ועמיתיו לִכתוֹב בנייר שלהם.

'זה לא היה תהליך הדרגתי ואיטי לאורך עשרות מיליוני שנים כפי שחשבו בעבר, אבל אולי הושג במהירות כאשר הופעל על ידי מסלולים מטבוליים חדשים דמויי יונקים ומקור הפרווה', מוסיף אראוג'ו בהודעה לעיתונות.

בעוד שהחיים שאנו רואים על כדור הארץ כיום מראים עד כמה תועלת המתפתחת של דם חם היה תמיד עבור ציפורים ויונקים, לא סביר שזו הסיבה היחידה לכך שהאנדותרמיות עלו לדומיננטיות אקולוגית.

המחקר של Araújo, Angielczyk ועמיתיו מהדהד מחקר אחר שפורסם ב טֶבַע מוקדם יותר השנה שהשתמש בכמה שיטות גאוניות דומות כדי להסיק שרוב הדינוזאורים לא היו אקותרמיים כמו הזוחלים המודרניים שהם דומים להם, אבלבעלי חיים בעלי דם חםכמו ציפורים ויונקים.

מה שמעניין בממצא זה של הפליאוביולוגית המולקולרית המולקולרית ג'סמינה וימן ועמיתיה של אוניברסיטת ייל הוא שנדמה ששוללת השערה ארוכת שנים נוספת שדם החם של ציפורים ויונקים עזר איכשהו לאבותיהם לשרוד את אירוע ההכחדה ההמונית המאוחרת של הקרטיקון, אשר מעכה את רוב הדינוזאורים.

אז, כפי שזה קורה לעתים קרובות בפליאונטולוגיה, כאשר נחשפות תשובות פוטנציאליות לתעלומה אחת, עלילה אחרת מתעבה.

המחקר החדש פורסם ב טֶבַע .

אודותינו

פרסום עובדות עצמאיות ומוכחות של דיווחים על בריאות, מרחב, טבע, טכנולוגיה וסביבה.