Zasługa mózgu, masy ciała, a może jednego i drugiego? Czemu ssaki zawdzięczają swoje powodzenie ewolucyjne
Ssaki należą do najliczniejszych zwierząt na świecie – obecnie na Ziemi żyje ponad 5 000 ich gatunków. Dotyczy to zwłaszcza łożyskowców, czyli tych ssaków, które na świat wydają dobrze rozwinięte młode, co jednak sprawiło, że ssaki te tak dobrze poradziły sobie z przystosowaniem do warunków panujących na świecie? Na to pytanie zdecydował się odpowiedzieć zespół finansowanego ze środków UE projektu BEMADE. „Wiemy, że ssaki, a zwłaszcza łożyskowce, mają większe mózgi w porównaniu z innymi kręgowcami, co zapewnia im lepszą pamięć i bardziej wyostrzone zmysły”, mówi Ornella Bertrand, badaczka z Uniwersytetu w Edynburgu i koordynatorka projektu BEMADE. „Wiemy również, że wyginięcie dinozaurów pod koniec okresu kredy 66 milionów lat temu stworzyło sprzyjające warunki do różnicowania się łożyskowców”. Tu rodzi się pytanie: „co było pierwsze, jajko czy kura?”. „Czy duże mózgi i wyostrzone zmysły pomogły ssakom przetrwać apokalipsę, która położyła kres panowaniu dinozaurów?”, pyta Bertrand. „A może cechy te wykształciły się później, gdy ssaki zaczęły wypełniać nisze powstałe w następstwie zniknięcia dinozaurów”? Te badania przeprowadzono dzięki wsparciu z działania „Maria Skłodowska-Curie”.
Zaskakujące odkrycie
Poprzez rekonstrukcję mózgów ssaków łożyskowych z paleocenu zespół projektu zamierzał lepiej zrozumieć związek ewolucji neurosensorycznej z ich późniejszym przetrwaniem i różnicowaniem się. W tym celu naukowcy wykorzystali tomografię komputerową (TK) wysokiej rozdzielczości do zbadania przestrzeni wewnątrz czaszki i ucha wewnętrznego u dwóch gatunków ssaków łożyskowych, których gwałtowny rozwój poprzedziło wyginięcie dinozaurów. „Projekt ten pozwolił nam zacząć badania nad tym, kiedy zmieniła się wielkość ich mózgów i czułość zmysłów, a dokładniej nad sprawdzeniem, czy te neurologiczne zmiany nastąpiły przed wymieraniem kredowym, czy też po nim”, wyjaśnia Bertrand. W ramach projektu naukowcy wykonali niespotykaną dotąd liczbę 30 odlewów wnętrza czaszek ssaków z czasów paleocenu i eocenu. Zastosowali również szereg innowacyjnych metod statystycznych, które nigdy wcześniej nie były wykorzystywane do badania ewolucji mózgu. „Dzięki tym odlewom i metodom statystycznym byliśmy w stanie określić czas, w którym pojawiły się zmiany neurologiczne, oraz to, jak szybko one następowały”, dodaje Bertrand. Jak mówi Bertrand, badacze z zaskoczeniem odkryli, że masa ciała odgrywała w rozwoju dużych mózgów znacznie większą rolę, niż początkowo sądzono. „Nasze badania wskazują, że powiększony mózg we współczesnej postaci nie był kluczowym czynnikiem pomyślnego rozwoju ssaków łożyskowych”, zauważa Bertrand. „To powstanie nowych nisz po wymieraniu pozwoliło na rozwinięcie u ssaków większych rozmiarów ciała, wraz z rozrostem mózgu, który nastąpił później”.
Niesamowite doświadczenie
Zespołowi projektu BEMADE udało się rzucić nowe światło na kluczowy okres w ewolucji naszych przodków. „Demonstrując, jak wymieranie doprowadziło do wykształcenia się mózgu u ssaków, możemy lepiej zrozumieć, w jaki sposób katastrofalne wydarzenie może trwale wpłynąć na nasz układ neurosensoryczny”, mówi Bertrand. Częściowo dzięki powodzeniu tego projektu Bertrand udało się objąć stanowisko pracownika naukowego ds. paleontologii ssaków na Uniwersytecie w Edynburgu. Na tym stanowisku rozpocznie ona kodowanie danych morfologicznych do szeroko zakrojonej analizy filogenezy wymarłych i przetrwałych gatunków łożyskowców, ze szczególnym uwzględnieniem umiejscowienia taksonów paleogeńskich w kontekście ich kredowych przodków i istniejących do dziś gatunków łożyskowców. „Projekt BEMADE był niesamowitym doświadczeniem, które pozwoliło mi poszerzyć swoją wiedzę i sieć kontaktów”, podsumowuje Bertrand. „Co najważniejsze, projekt ten zainspirował mnie co do przyszłego kierunku moich badań. Zawdzięczam mu nowatorski sposób myślenia na temat wzajemnego oddziaływania między ewolucją mózgu a środowiskiem”.
Słowa kluczowe
BEMADE, ssaki, łożyskowce, dinozaury, ewolucja, kreda, odlewy wnętrza czaszki, paleontologia
