การวิจัยใหม่ที่นำโดยนักวิทยาศาสตร์จากมหาวิทยาลัยบริสตอลให้ความกระจ่างว่าเลพิโดซอร์ซึ่งเป็นกลุ่มสัตว์เตตราพอดที่มีความหลากหลายมากที่สุด รวมถึงกิ้งก่าและงู มีวิวัฒนาการรูปร่างกรามที่แตกต่างกันอย่างน่าทึ่งได้อย่างไร ซึ่งขับเคลื่อนความสำเร็จทางนิเวศวิทยาที่ไม่ธรรมดาของพวกมัน
อัตราวิวัฒนาการของสัณฐานวิทยาของขากรรไกรในโรคเลปิโดซอเรีย เครดิตภาพ: Ballellและคณะ., ดอย: 10.1098/rspb.2024.2052.
Lepidosauria เป็นเคลดที่ประกอบด้วยกิ้งก่า งู และทัวทารา และมีมากกว่า 11,000 สายพันธุ์ ถือเป็นกลุ่มสัตว์เตตราพอดที่มีลักษณะเฉพาะมากที่สุดในปัจจุบัน
นับตั้งแต่กำเนิดเมื่อกว่า 240 ล้านปีก่อน เลปิโดซอรัสได้มีความหลากหลายตามขนาดและโครงร่างของร่างกาย
ในบรรดาสิ่งมีชีวิตทุกชนิด ช่วงของขนาดลำตัวครอบคลุมสามขนาด ดังตัวอย่างที่ความยาวประมาณ 1.7 ซม.สฟาโรแดคทิลัสตุ๊กแกและอนาคอนดาสีเขียวยาวประมาณ 10 เมตร
ขนาดลำตัวที่ใหญ่จนสุดขั้วจะยิ่งน่าทึ่งยิ่งขึ้นเมื่อพิจารณาถึงโมซาซอร์ที่สูญพันธุ์ไปแล้ว (ความยาวสูงสุด 17 เมตร)
ความแตกต่างในรูปแบบของร่างกายสะท้อนให้เห็นในระดับต่างๆ ของการยืดตัวของร่างกาย และการลดลงหรือการเปลี่ยนแปลงองค์ประกอบของแขนขาที่เห็นในหลายเชื้อสาย โดยมีแผนร่างกายที่เหมือนงูพัฒนาอย่างน้อย 25 ครั้งโดยอิสระ
ในทำนองเดียวกัน เลปิโดซอร์แสดงโครงร่างกะโหลกศีรษะที่หลากหลายซึ่งเกิดจากการสูญเสียและการเพิ่มขึ้นของกระดูกกะโหลกศีรษะระหว่างประวัติศาสตร์วิวัฒนาการ และการได้มาของไคเนซิสของกะโหลกศีรษะชนิดและระดับต่างๆ
ผลจากความหลากหลายของรูปแบบนี้ ทำให้เลปิโดซอร์สามารถพิชิตระบบนิเวศน์ที่หลากหลายได้ทั่วโลก
ในการศึกษาครั้งใหม่นักวิจัยจากมหาวิทยาลัยบริสตอล Antonio Ballell Mayoral และเพื่อนร่วมงานของเขาได้ค้นพบว่าวิวัฒนาการของรูปร่างขากรรไกรใน lepidosaurs ได้รับอิทธิพลจากปัจจัยที่มีความซับซ้อนนอกเหนือจากระบบนิเวศน์วิทยา รวมทั้งสายวิวัฒนาการ (ความสัมพันธ์ทางวิวัฒนาการ) และ allometry (การปรับขนาดของรูปร่างด้วยขนาด)
ในแง่ของรูปร่างกราม พวกเขาพบว่างูมีลักษณะทางสัณฐานวิทยาที่ผิดปกติ โดยมีลักษณะทางสัณฐานวิทยาของกรามที่เป็นเอกลักษณ์ อาจเนื่องมาจากกะโหลกศีรษะที่มีความยืดหยุ่นสูงและกลไกที่รุนแรงซึ่งทำให้พวกมันสามารถกลืนเหยื่อที่มีขนาดใหญ่กว่าหัวได้หลายเท่า
“สิ่งที่น่าสนใจคือเราพบว่ารูปร่างของขากรรไกรมีการพัฒนาอย่างรวดเร็วโดยเฉพาะอย่างยิ่งในกลุ่มที่เชี่ยวชาญทางนิเวศวิทยา เช่น ในการขุดค้นและสัตว์น้ำ และในกิ้งก่าที่กินพืชเป็นอาหาร ซึ่งบ่งชี้ว่านวัตกรรมเชิงวิวัฒนาการในขากรรไกรล่างเป็นกุญแจสำคัญในการบรรลุระบบนิเวศน์ที่มีเอกลักษณ์เหล่านี้” Dr. Ballell Mayoral พูดว่า.
“การศึกษาของเราแสดงให้เห็นว่ากิ้งก่าและงูพัฒนารูปร่างกรามที่แตกต่างกันอย่างไร ซึ่งปรับให้เข้ากับระบบนิเวศ อาหาร และถิ่นที่อยู่อันหลากหลายของพวกมัน ทำให้เกิดความหลากหลายที่ไม่ธรรมดา”
งานนี้ตอกย้ำบทบาทที่สำคัญของนวัตกรรมทางสัณฐานวิทยาในการส่งเสริมความหลากหลายของกลุ่มที่มีความหลากหลายทางชีวภาพสูงเช่นเลปิโดซอร์
“ขากรรไกรล่างซึ่งเป็นส่วนประกอบสำคัญของอุปกรณ์ให้อาหารของสัตว์มีกระดูกสันหลัง เป็นองค์ประกอบสำคัญในการทดลองและการปรับตัวทางนิเวศวิทยาของพวกมัน”
เมื่อมองไปข้างหน้า ทีมงานวางแผนที่จะเจาะลึกลงไปในวิวัฒนาการของหัวเลปิโดซอร์
“ขากรรไกรล่างมีความสำคัญ แต่พวกมันทำงานร่วมกับกล้ามเนื้อปิดกรามเพื่อรองรับการทำงานที่จำเป็น เช่น การให้อาหารและการป้องกัน” ดร. Ballell Mayoral กล่าว
“เรากำลังสำรวจความสัมพันธ์ระหว่างรูปร่างกะโหลกศีรษะและการจัดเรียงของกล้ามเนื้อปิดกรามผ่านวิวัฒนาการ และวิธีที่มันส่งผลต่อกลไกและพฤติกรรมการให้อาหารที่หลากหลาย”
ของทีมงานได้รับการเผยแพร่ในวันนี้ในการดำเนินการของราชสมาคมบี-
-
อันโตนิโอ บัลเลลล์และคณะ- 2024. ตัวขับเคลื่อนทางนิเวศวิทยาของวิวัฒนาการทางสัณฐานวิทยาของขากรรไกรในเลปิโดซอรัสโปรค ร.ซ. บี291 (2036): 20242052; ดอย: 10.1098/rspb.2024.2052
