Как у крыс и мышей появился уникальный жевательный аппарат, что стало ключом к их эволюционному успеху

Теперь исследователи из Института палеоприматологии, Paleontologie Humaine: Evolution et Paleoenvironnements (CNRS / Universite de Poitiers) [1] описали эволюционные процессы, которые заставили крыс и мышей приобрести эту характерную черту. В исследовании, которое проводилось на нескольких сотнях современных и ископаемых образцов, использовался рентгеновский луч в Европейском центре синхротронного излучения (ESRF) в Гренобле.

Это позволило исследователям определить рацион вымерших видов и проследить эволюционную историю этих грызунов. В исследовании, опубликованном в журнале Evolution от ноября 2013 года, используются инновационные аналитические методы для изучения эволюции видов.Подсемейство грызунов, известное как Murinae (мыши, крысы и т. Д.), Впервые появившееся в Азии 12 миллионов лет назад, распространилось по всему Старому Свету (Евразия, Африка, Австралия) менее чем за 2 миллиона лет, причем очень быстро. Сегодня Murinae насчитывает 584 вида, что составляет более 10% всего разнообразия современных млекопитающих.

Исследователи давно подозревали, что одна из причин их эволюционного успеха связана с их уникальным жевательным аппаратом, поскольку появление этого персонажа совпало с основной фазой диверсификации внутри этого подсемейства и их быстрым расширением.В своем исследовании исследователи смогли выделить два ключевых эволюционных момента в приобретении этого жевательного аппарата. Первый произошел около 16 миллионов лет назад, когда предки муринов перешли с травоядной диеты на насекомоядную. Эта новая диета стимулировалась приобретением необычных для млекопитающих жевательных движений, направленных вперед, но продолжающих блокировать противоположные зубы.

Это позволило им уменьшить износ зубов и, таким образом, лучше сохранить заостренные бугры, которые используются для прокалывания экзоскелетов насекомых. Затем, двенадцать миллионов лет назад, самые ранние виды муринов вернулись к растительноядной диете, в то же время сохранив жевательные движения.

Это также позволило им использовать обе нижние челюсти одновременно во время жевания. С изменением диеты их жевательный аппарат стал состоять из трех продольных рядов створок. Их предки, как и другие родственные грызуны, такие как хомяки и песчанки, имели только два ряда, как и люди.

Чтобы восстановить эту серию эволюционных событий, ученые изучили несколько сотен зубов, принадлежащих существующим или вымершим грызунам, используя рентгеновский луч в Европейском центре синхротронного излучения (ESRF) в Гренобле. Они применили методы, первоначально использовавшиеся при составлении карт, для анализа трехмерных цифровых моделей морфологии зубов этих видов.

Сравнение зубных структур современных и ископаемых грызунов позволило им определить рацион вымерших видов. Кроме того, изучение износа зубов позволило им реконструировать жевательные движения этих животных, направленные вперед или под углом.

В исследовании прослеживается путь, по которому эволюция идет путем проб и ошибок, и в итоге получается морфологическая комбинация, которая лежит в основе удивительного эволюционного успеха семейства животных. Инновационные методы, используемые исследователями для анализа и сравнения жевательных систем, могут быть использованы для изучения изменений в питании других вымерших млекопитающих.

Это может оказаться особенно интересным в отношении приматов, поскольку до появления гоминидов приматы претерпели несколько изменений в питании, которые повлияли на их последующую эволюционную историю.[1] В сотрудничестве с группами из Лионского института геномики (CNRS / Universite Claude Bernard Lyon 1 / ENS Lyon), Institut des Sciences de l’Evolution de Montpellier (CNRS / Universite de Montpellier 2 / IRD) и Европейский центр синхротронного излучения (Гренобль).