UNIVERSITY PARK, Pensylwania — Niezwykła ryba błotna spędza większość dnia poza wodą i dostarcza wskazówek, jak i dlaczego mrugnięcie wyewoluowało podczas przechodzenia do życia na lądzie u naszych przodków. Nowe badania pokazują, że te amfibie wyewoluowały zachowanie mrugania, które służy wielu tym samym celom, co nasze mruganie. Odkrycia sugerują, że mruganie może należeć do grupy cech, które wyewoluowały, aby umożliwić przejście do życia na lądzie u czworonogów – grupy zwierząt obejmującej ssaki, ptaki, gady i płazy – około 375 milionów lat temu.
Badanie ukazało się 24 kwietnia w Proceedings of the National Academy of Sciences i było prowadzone przez Thomasa Stewarta, adiunkta biologii w Penn State i Bretta Aiello, profesora biologii na Seton Hill University.
„Zwierzęta mrugają z wielu powodów” – powiedział Stewart. „Pomaga nam utrzymać oczy w czystości i nawilżeniu, pomaga też chronić je przed urazami, a nawet używamy mrugania do komunikowania się. Badanie ewolucji tego zachowania po raz pierwszy było wyzwaniem, ponieważ zmiany anatomiczne, które umożliwiają mruganie, są przeważnie miękkie” tkanek, które nie są dobrze zachowane”. W zapisie kopalnym. Ptak, który niezależnie wyewoluował swoje mruganie, daje nam możliwość sprawdzenia, jak i dlaczego mruganie wyewoluowało u żywych ryb, które regularnie opuszczają wodę, aby spędzać czas na lądzie.”
Aby zrozumieć, w jaki sposób tygrysy wyewoluowały zdolność mrugania, naukowcy przeanalizowali zachowanie za pomocą szybkich klipów wideo i porównali anatomię tygrysów z anatomią ryby związanej z wodą, która nie mruga. Ptasie oczy wybrzuszają się z czubka głowy, jak oczy żaby. Aby mrugnąć, ryba tymczasowo chowa oczy w dół do oczodołów, gdzie są one pokryte rozciągliwą błoną zwaną „puszką skórną”. Mrugnięcie ptaka trwa mniej więcej tyle, co mrugnięcie ludzkiego oka.
„Wydaje się, że mruganie u mrówkojadów ewoluowało poprzez przegrupowanie istniejących mięśni, które zmieniło ich linię działania, a także poprzez ewolucję nowej tkanki, kubka skórnego” – powiedział Aiello. „To bardzo interesujący wynik, ponieważ pokazuje, że bardzo prymitywny lub podstawowy system może być używany do wykonywania złożonych zachowań. Nie trzeba opracowywać wielu nowych rzeczy, aby rozwinąć to nowe zachowanie – pierzące się ptaki dopiero zaczynają wykorzystać to, co już mają, w inny sposób”.
Aby odkryć, dlaczego tygrysy mrugają na ziemi, zespół przyjrzał się roli, jaką mruganie odgrywa u ludzi i innych czworonogów. U ludzi łzy są niezbędne do utrzymania zdrowych komórek w oczach i zaopatrywania ich w tlen, więc naukowcy przeanalizowali, czy jaguary również mrugały, aby nawilżyć oczy.
„Odkryliśmy, że podobnie jak ludzie, lamparty często mrugają, gdy mają suche oczy” – powiedział Aiello. Niewiarygodne jest to, że potrafią używać mrugnięć do ocierania oczu, mimo że te ryby nie wykształciły żadnych gruczołów łzowych ani kanalików.Podczas gdy nasze łzy są wytwarzane przez gruczoły wokół naszych oczu i na powiekach, perkozy wydają się mieszać śluz z ich skórę wodą z otoczenia, aby wytworzyć film łzowy.
Zespół badawczy sprawdził również, czy mrugnięcie rybiego oka może być wyzwalane w celu ochrony oka przed potencjalnym urazem oraz czy mruganie oczyszcza oczy ryb z kurzu lub zanieczyszczeń. W obu przypadkach odpowiedź brzmiała „tak”. Dlatego wydaje się, że mruganie u mrówkojadów spełnia trzy główne funkcje mrugania – ochronę, czyszczenie i zatrzymywanie wilgoci – u ludzi i innych czworonogów.
„Nasze badanie, które dotyczyło zachowania i anatomii żywych ryb, które przeszły przejście do życia na lądzie, podobnie jak najwcześniejsze czworonogi, pomaga nam ponownie wyobrazić sobie, jak i dlaczego te wczesne czworonogi błysnęły” – powiedział Aiello. „Możliwość zbadania, jak i dlaczego to zachowanie ewoluowało po raz pierwszy, stanowi fascynującą okazję, aby dowiedzieć się więcej o tym, jak ludzie stali się tym, kim są, i daje nam wgląd w zmiany związane z głównymi przemianami w historii zwierząt – takimi jak zamieszkiwanie grunt.”
Aiello wyjaśnił, że mruganie jest czymś, co ludzie i inne czworonogi robią nieustannie przez cały dzień, często nie zauważając, że to się dzieje. Chociaż jest to subtelny akt, mruganie jest w rzeczywistości bardzo złożone i fascynujące, ponieważ jest to pojedyncze zachowanie, które może pełnić wiele funkcji, z których wszystkie są niezbędne dla zdrowia i bezpieczeństwa oczu kręgowców – powiedział.
„Przejście do życia na Ziemi wymaga wielu zmian anatomicznych, w tym zmian w żywieniu, poruszaniu się i oddychaniu powietrzem” – powiedział Stewart. „Opierając się na fakcie, że mrugnięcie ptaszarni, które ewoluowało całkiem niezależnie od naszych rybich przodków, spełnia wiele takich samych funkcji jak mrugnięcie w naszej linii, uważamy, że jest to prawdopodobnie część zestawu cech, które wyewoluowały, gdy czworonogi przystosowywały się do żyć na lądzie”.
Oprócz Stewarta i Aiello w skład zespołu badawczego wchodzą M. Saad Bhamla, Jeff Gao, Kenji Bomar, Chashwati Da Cunha, Harrison Fu, Julia Luz, Hajime Minoguchi, Manunya Sripathi, Kendra Washington, Gabriella Wong i Simon Sponberg z Georgia Institute of Technology. technologia; John GL Morris ze szpitala Westmead w Sydney w Australii; i Neila H. Shubina z University of Chicago.
Badania zostały sfinansowane przez amerykańską National Science Foundation, Open Philosophy Project, amerykańskie National Institutes of Health, Wydział Nauk Biologicznych Uniwersytetu w Chicago oraz Brinson Foundation.
„Całkowity miłośnik kawy. Miłośnik podróży. Muzyczny ninja. Bekonowy kujon. Beeraholik.”
More Stories
Prognoza cukrzycy w Australii w 2024 r. | Wiadomości o Mirażu
„Gorąca sauna żabia” pomaga australijskim gatunkom w walce ze śmiercionośnym grzybem
Model sztucznej inteligencji poprawia reakcję pacjentów na leczenie raka