Alte Eidechsen, die vor Hunderten von Millionen von Jahren die Erde durchstreiften, konnten mit Haaren bedeckt sein. Zumindest die Gene für "Haar" -Proteine sind in der DNA moderner Eidechsen und Vögel vorhanden - und in fast derselben Form wie bei Säugetieren. Warum sie sie brauchen und woher sie kommen, bleibt ein Rätsel
Selbst in den fantastischsten Drehbüchern von Filmen über Dinosaurier "experimentierten" die Autoren nicht viel mit den Schleier ihrer Schutzzauber. Größe, Farbe von Schuppen, Stacheln und Graten - alles, was für die Vorstellungskraft ausreichte, angepasst an die historische Plausibilität.
Die Natur erwies sich wie üblich als origineller - Leopold Eckhart und seine Kollegen von den Universitäten Wien, Bologna und Padua zeigten, dass das Genom von Eidechsen Gene enthält, die die Strukturproteine der Haare codieren.
Wie sich herausstellte, verfügt die unter Tierliebhabern beliebte Eidechse Anolis carolinenis, die vor einigen Jahren das erste Reptil mit einer entschlüsselten DNA-Sequenz wurde, über sechs Gene, die für "haarige" Keratine von Säugetieren kodieren. Sie haben sie mit ziemlicher Sicherheit bei Vögeln, deren Vorfahren sich später von den Reptilien trennten als die Vorfahren der Tiere.
Therapsiden (Therapsida), früher als "bestialische Reptilien" bekannt - eine Ablösung der Klasse der Synapsiden. Sie erschienen in der frühen permischen Zeit.
Traditionell wurden Therapsiden als Reptilien klassifiziert, aber sie besaßen eine Reihe von Merkmalen, die für Säugetiere charakteristisch sind und hauptsächlich mit der Struktur der Zähne zusammenhängen. Neben der Struktur der Zähne unterschied sich der terapside (oder vielmehr der gesamte synapside) Ast der Tetrapoden wahrscheinlich zunächst in der Struktur der Haut. In dieser Gruppe entwickelten sich nie harte Schuppen. Es ist bekannt, dass primitive Therapsiden eine glatte, schuppenlose Haut hatten. Vielleicht trug die Haut zahlreiche Drüsen. Die Frage nach dem Zeitpunkt des Auftretens des Mantels ist noch nicht endgültig geklärt. Vibrissen ("Whisker") können ziemlich früh auftreten (es ist nicht ausgeschlossen, dass sie sogar von Dicynodonten stammen).
Die meisten Therapsiden starben während der Perm-Katastrophe aus, einige Vertreter überlebten bis zur Trias, danach starben sie aus. Die Ausnahme bildeten die Cynodonten, die Teil der Parodontgruppe waren - Säugetiere stammten von ihnen ab. Die Cynodonten überlebten bis in die frühe Kreidezeit. Es ist auch möglich, dass die Dicynodonten bis zum Beginn der Kreidezeit in Australien überlebten.
Es ist nicht überraschend, dass Reptilien Keratine haben. Sie bilden dichte Formationen wie Krallen und einige äußere Platten. Wissenschaftler haben jedoch fast "menschliche" Proteine in Anolis gefunden. Warum sie sie brauchen, ist immer noch ein Rätsel.
Eine merkwürdige Entdeckung erscheint auf den ersten Blick bedeutender, wenn man bedenkt, dass das Integument des Körpers das spezifischste Merkmal jeder Klasse von Wirbeltieren ist. Es genügt, sich an die Placoidschuppen bei Knorpel- und Knochenschuppen bei Knochenfischen, die nackte "atmende" Haut von Amphibien und die starken Schuppen zu erinnern, aus denen die Rüstung von Reptilien besteht. Und die am engsten angepassten Klassen des Wirbeltiertyps - Vögel und Säugetiere - erwarben Federn bzw. Wolle.
Darüber hinaus ist das Integument auch ein definierendes Merkmal. Im Gegensatz zu vielen anderen Anpassungen begrenzen sie einerseits den Lebensraum und ermöglichen andererseits einen maximalen evolutionären Fortschritt unter den gegebenen klimatischen und geografischen Bedingungen.
Wann Tiere lernen, Haare zu wachsen, ist jedoch immer noch ein Rätsel. Und obwohl Eckharts Arbeit nicht ausreicht, um diesen Punkt anhand genetischer Beweise zu beurteilen, die auf der Veröffentlichung in den Proceedings der National Academy of Sciences basieren, könnten Haare etwas vor der Auswahl von Tieren in einer separaten Klasse entstanden sein.
Lange Zeit trauten die Tiere der Milch nicht, sich um ihre Nachkommen zu kümmern. Wie Schweizer Wissenschaftler gezeigt haben, behielten sie 200 Millionen Jahre lang eine Backup-Option - die Ansammlung von Eigelb im Ei - und erst vor 30-70 Millionen Jahren haben unsere Vorfahren diese Gelegenheit endgültig verpasst.
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Omelett ist ein sehr nahrhaftes Frühstück, aber die meisten Menschen bevorzugen immer noch entweder Milch oder Eier. Die gleiche Entscheidung wurde von der Natur getroffen, die Säugetieren vor etwa 30 bis 70 Millionen Jahren die Möglichkeit nahm, ihre Kinder mit Eigelb zu ernähren. Schweizer Wissenschaftler konnten Schritt für Schritt verfolgen, wie die Tiere ihre Jungen ausschließlich mit Milch fütterten - eine Strategie, die von den bislang erfolgreichsten Vertretern der Fauna angewendet wurde.
Im embryonalen Stadium benötigt ein sich entwickelnder Organismus viele Nährstoffe und Energie, da eine Zelle innerhalb weniger Tage zehn- und hunderte Male wächst. In den langen Millionen von Jahren der Evolution hat die Natur verschiedene Möglichkeiten ausprobiert, um diesen Bedarf zu decken.
Die ältesten Organismen beschränkten sich darauf, die Jungen ein für alle Mal mit Nährstoffen zu versorgen und genug "Nahrung" im Ei anzusammeln, um einen vollwertigen Organismus zu bilden. Wenn ein Ei eine harte Schale hat, nennen wir es normalerweise ein Ei, und die darin enthaltene Nährstoffversorgung ist ein Eigelb.
Diese Hypothese wird durch neuere Ergebnisse in Bezug auf andere Merkmale gestützt, die zuvor als einzigartig für Säugetiere angesehen wurden. Erstens ist es die Heterodontie - „verschiedene Zähne“, die bei Reptilien aufgetreten sind und die es Ihnen ermöglichen, Ihre Ernährung erheblich zu erweitern oder den Weg der Spezialisierung zu beschreiten, ebenso wie pflanzenfressende Huftiere oder Hunde-Raubtiere. Zweitens die Fähigkeit, das Eigelb zu verwenden, das 200 Millionen Jahre nach dem Auftreten der Plazenta bei Tieren konserviert wurde, und die einzigartige Fähigkeit, die Jungen mit Milch zu füttern.
Die jüngsten Ergebnisse scheinen eine andere alte Hypothese zu bestätigen.
Der Schädel eines der ersten Dinosaurier, der sich weigerte, um des Grases willen zu töten, wurde in Afrika gefunden. Das Tier behielt seine Beutezähne, aber sein Hauptnahrungsmittel waren Pflanzen. Die Jugend des Dinosauriers beweist, dass er keine Reißzähne für die Jagd brauchte, sondern um von Zeit zu Zeit eine langweilige Diät mit etwas Fleischigem zu verdünnen.
Das Leben ist oft den Kleinsten gegenüber unfair, selbst wenn diese Kleinen Dinosaurier sind. Während des Lebens mussten sie sich ständig verstecken und weglaufen, und nach dem Tod erhalten sie viel weniger Aufmerksamkeit als beispielsweise aggressive Tyrannosaurier und Ichthyosaurier oder bizarre Schnabeltiere. Vielleicht unterscheidet sich der Ansatz gebildeter Paläontologen nicht sehr vom Verhalten von Kindern, die zuerst in einem Museum riesige Skelette und Modelle betrachten und sich dann nur über einzelne kleine Knochen und Fossilien beugen.
Zum Beispiel wurde der in der neuesten Ausgabe des Journal of Vertebrate Paleontology beschriebene winzige Schädel in den 60er Jahren des letzten Jahrhunderts aus afrikanischem Boden geborgen und sammelt sich seitdem in den Lagerräumen des Kapstädter Museums.
Ohne Laura Porro von der University of Chicago, die das Museum im Rahmen ihres Projekts zur Untersuchung von Heterodontosauriern besuchte, würde es wahrscheinlich immer noch in den Regalen liegen. Diese Gruppe von Reptilien ist eine der mysteriösesten unter den bekannten Bewohnern der Trias und des Jura. Bisher haben Paläontologen auf der ganzen Welt nur zwei Schädel von Erwachsenen, die sich vom Rest der Dinosaurier in verschiedenen Zähnen unterscheiden, wie der Name schon sagt - ein Merkmal, das für Säugetiere und nicht für Amphibien, Reptilien und vor allem für Vögel charakteristisch ist.
Der "wiederentdeckte Schädel" mit einer Gesamtlänge von nur 45 Millimetern scheint einem sehr jungen Mitglied dieser Gruppe gehört zu haben. Nach Berechnungen der Paläontologen wog das Exemplar nur 200 Gramm, aber der Dinosaurier konnte sich leicht selbst ernähren.
Es war das Thema Ernährung, das diesen Befund wichtig machte.
Erwachsene Heterodontosaurier hatten Reißzähne wie die von Fleischfressern und flache Backenzähne wie die von Pflanzenfressern. Wissenschaftler haben keinen Zweifel daran, dass die üppige Vegetation der Zeit die Grundlage der Ernährung war, aber warum dann Reißzähne? Eine der Hypothesen ist eine Demonstration von Stärke und Waffen im Kampf gegen Raubtiere und mit ihren männlichen Verwandten. In diesem Fall würden jedoch während der Reifung lange und scharfe Zähne auftreten, und die Jungen sollten sie nicht haben.
Jetzt sind Wissenschaftler zuversichtlich, dass die Reißzähne von Heterodontosauriern den Übergangsstatus zwischen fleischfressenden und pflanzenfressenden Reptilien belegen. Die Vorfahren aller Dinosaurier und der Rest der Reptilien waren aktive Raubtiere, aber die Herkunft der Pflanzenfresser war immer noch ein Rätsel. Darüber hinaus ist der Zeitpunkt des Auftretens von Heterodontosauriern die Trias (obwohl die "Jugend" zur frühen Jurazeit gehört, die vorherigen stammen aus dem Ende der Trias), so dass Heterodontosaurier und ihre Nachkommen vor ihrer Spaltung genügend Zeit hatten, sich in der gesamten Pangaea niederzulassen.
Es gibt auch ein zweites Merkmal, das diese Reptilien Säugetieren näher bringt.
Wie aus den Röntgenbildern hervorgeht, hatte das Baby nicht die Grundlagen der zweiten, dritten und so weiter Zähne, die für die überwiegende Mehrheit selbst moderner Reptilien charakteristisch sind, ganz zu schweigen von den Raubtieren dieser Zeit. Immerhin ist der Verlust von ein oder zwei Zähnen für die überwiegende Mehrheit der Raubtiere gleichbedeutend mit dem Tod. Übrigens wird der Mangel an Mundhygiene als einer der Gründe für das kurze Leben selbst unserer unmittelbaren Vorfahren - Cro-Magnons - angesehen.
Nach ihren Zähnen zu urteilen, verdünnten Heterodontosaurier von Zeit zu Zeit ihre meist pflanzliche Ernährung mit Tierfleisch: Reißzähne könnten zum Schutz vor Feinden und zur Jagd auf kleine Tiere, beispielsweise Insekten, eingesetzt werden. // Naturkundemuseum
So wuchsen die Zähne des Heterodontosaurus, wenn überhaupt, sehr langsam, und außerdem gab es enge Kontakte zwischen ihnen, die wiederum für Säugetiere charakteristisch waren.
Natürlich ist es möglich, die Geschmackspräferenzen endgültig nur durch Beobachtung des Tieres oder durch Präparation seines Darms zu beurteilen, aber die Analyse der Zähne und Kiefer ist auch ein ziemlich verlässliches Kriterium. Natürlich ist es schwer vorstellbar, wie zwei oder drei Kilogramm Erwachsene zum Nachtisch durch den Wald jagten - große Insekten und kleine Säugetiere, obwohl dies dem bereits lebendigen Bild der Jurazeit Farbe verleiht.
Sie schlägt vor, dass der Motor der evolutionären Veränderung im Aussehen von Tieren die Auswahl geeigneter Gene aus den DNA-Sequenzen war, die noch in Reptilien verfügbar sind. Gleichzeitig ist die Anzahl neu gebildeter Gene minimal und sie sind hauptsächlich mit der Entwicklung der Immunität verbunden.
Eckhart und seine Kollegen haben deutlich gezeigt, dass Säugetiere gleichzeitig gelernt haben, die Fähigkeiten des Reptiliengenoms viel effizienter zu nutzen.
