哺乳动物复杂的“弗兰肯斯坦的怪物”骨干骨干

这是一种早期的哺乳动物相对，Ophiacodon，其仍然具有相对简单，均匀的骨干。

哺乳动物的骨干是奇怪的。与其他四足动物相比，如爬行动物，哺乳动物脊柱是不同形状骨骼的复杂组合。我们的Frankenstein的怪物骨干是哺乳动物的关键组成部分，而发展能够以一堆不同的方式移动 - 比较猎豹奔跑，一个人走路，蝙蝠飞行和鲸鱼游泳。自然界通信的新研究涉及哺乳动物的骨干变得如此复杂的核心特征。科学家发现该过程标志着大，戏剧性的进化变化，并且它与哺乳动物有关的是具有高代谢的活性动物。

“环顾四周，我们周围的动物和植物非常复杂，但将一个数字放在那种现象中非常棘手。通过这项研究，我们希望采取复杂的系统 - 哺乳动物椎体列 - 并测量其复杂性通过时间变化的方式。我们表明复杂性的增加是梯子上的梯级的离散步骤，而不是平滑的增加，而不是斜坡。哺乳动物中高活性水平的适应似乎触发了这些复杂性的跳跃，他们今天继续影响其演变，“纸张的第一个作者和哈佛大学博物馆的比较解学博物馆的古生物学家说。

“这基本上是奇怪的哺乳动物的骨干的故事以及它们如何发展，因为它的脊椎更简单的古代亲戚，”野外博物馆的古生物学家和学习作者之一的古连科学家说。“看起来它不仅仅是逐渐积累几乎没有时间的变化 - 这是更加离散的变化。其中一个变化可能与哺乳动物如何移动和呼吸的变化有关，让我们如此活跃。“

这是一只现代狗骨架，具有由不同部分组成的复杂的骨干。

angielczyk和他的共同作者，琼斯和斯蒂芬妮皮尔斯的哈佛大学的比较动物博物馆，想要P如何以及当哺乳动物及其祖先首先演变的这些专业骨干。他们检查了哺乳动物亲属的化石骨干，称为Scanapsids，在300到200万年前介于3000万之间，并确定了骨骼的精确测量，以确定刺如何随着时间的推移而变化。然后，它们将所有数据馈送到计算机程序中，这些计算机程序建模了刺刺可能已经发展的不同方式。

基于来自所有化石的信息，该模型表明Synapsid Backbones的变化可能在相对快速的爆发中开发，而不是超慢，渐进的路径。当然，解释了血管条，进化是如此缓慢的过程，即使快速的进化变化爆发也可能需要数百万年。“从我们的山顶的进化看起来很快，但如果你是这些动物之一，那就不像你的孙子看起来完全不同，”他说。相反，这些大跨利赛真的只是意味着进化的变化比你在一个完全随机的系统中看到的突变和变化不好或坏，只是中立的。基本上，进化中的大步跳跃意味着发生的变化发生在有机体的生命中产生了很大的差异，使它们能够更好地生存和传递他们的基因。

研究人员争辩说，越来越复杂的刺是哺乳动物祖先的良好的事情，因为它们是与更高活动水平有关的变化套件的一部分。

与爬行动物相比，现代哺乳动物具有非常高的代谢 - 我们有更具化​​学反应，以保持我们的身体 - 我们更加活跃。一般来说，哺乳动物可以更有效地移动并具有更多的耐力，但这些益处具有成本：哺乳动物不仅仅是爬行动物的呼吸，我们必须多吃，我们需要毛皮，让我们的身体保持足够温暖，以保持我们的体系以保持我们的体系去。“作为我们研究的一部分，我们发现，具有最复杂的骨干的现代哺乳动物通常也具有最高的活动水平，”皮尔斯说，“骨干复杂性的一些变化在与更多的其他功能相同的时间相同活跃的生活方式进化，就像毛皮或呼吸的专业肌肉一样。“

“哺乳动物骨干的唯一性是很长一段时间被认可的，我们的结果表明，我们的骨干的演变与我们的肌肉和呼吸系统的软组织的演变之间存在强烈的联系，”angielczyk说。

“我们对Backbones如何发展的大局很感兴趣，有关涉及哺乳动物呼吸，运动和高活动水平的兴趣与哺乳动物的演变有关的重要观点，”Angielczyk补充道。“我们正在努力测试和改进这些假设，并使用它们更好地了解更广泛的复杂性如何增加的问题。”

而这大局哺乳动物刺的斑点变得复杂，可以帮助解释今天的哺乳动物，包括我们。“哺乳动物有点做自己的事情，”angielczyk说。“如果你今天看着哺乳动物，我们在新陈代谢和我们的机构和生殖战略中都有很多奇怪的功能。如果你只是看着现代哺乳动物，他们将如何进化是真的很困惑。但我们有一个非常好的早期哺乳动物亲属的化石记录，这可以帮助我们了解许多非常不寻常的特质的历史。“

“这项研究有助于我们回答古老的问题 - 生活如何变得如此复杂？”琼斯说。通过查看这个例子系统，我们表明谨慎的变化，当在千年增加时，可以在第一眼看似似乎是一个长期趋势。复杂性的演变是，我敢说它，复杂！“

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参考：“逐步改变哺乳动物椎体柱的形态复杂性的底层进化趋势”由Katrina E. Jones，Kenneth D. Angielczyk和Stephanie E. Pierce，2019年7月7日，Nature CommanicalDoi：
10.1038 / S41467-019-13026-3