Ειδικοί στην εξέλιξη των τετράποδων όπως η Τζένιφερ Κλαρκ του πανεπιστημίου του Κέιμπριτζ εικάζουν ότι...
αυτές οι πρώιμες τροποποιήσεις των οστών και των αρθρώσεων των θωρακικών πτερυγίων ίσως έδωσαν πλεονέκτημα στους προγόνους των τετράποδων με δύο σημαντικούς τρόπους. Πρώτα, επιτρέποντας στα ζώα, που ζούσαν μέσα στα γεμάτα φυτά ρηχά νερά, να μπορούν να ανασηκώσουν τα κεφάλια τους έξω από το φτωχό σε οξυγόνο νερό, για μια ανάσα αέρα. Αλλαγές σε άλλα τμήματα του σκελετού, όπως στο κρανίο και το λαιμό επίσης υποβοήθησαν την αναπνοή. Τα πρωτο-άκρα μπορεί να βοηθούσαν επίσης τα ζώα να κινούνται στο βυθό και να σταθεροποιούνται στο ρεύμα στήνοντας ενέδρα στα θηράματά τους.
Παλιότερα, οι ερευνητές θεωρούσαν ότι τα οστά που συνθέτουν τα άκρα των ποδιών και τα δάχτυλα ήταν μια εξελικτική πρωτοτυπία μοναδική στα τετράποδα. Τα τελευταία χρόνια, όμως, αναλύσεις απολιθωμάτων των προγόνων των τετράποδων, όπως το Τίκτααλικ που ανακαλύφθηκε το 2006, έδειξαν ότι αυτά τα οστά προκύπτουν απευθείας από τα οστά στο πτερύγιο του ψαριού. Παραδόξως τα πρώτα τετράποδα και τετραποδοειδή ψάρια είχαν πόδια με 6 έως 8 δάχτυλα, αντί των 5 που έχουν τα σύγχρονα τετράποδα. Το γιατί τα πόδια των τετράποδων εξελίχτηκαν ώστε να έχουν μόνο πέντε δάχτυλα δεν είναι σαφές, αλλά ίσως αυτή η διάταξη να προσδίδει στην άρθρωση του αστραγάλου ούτε περισσότερη ούτε λιγότερη από τη σταθερότητα και την ευελιξία που απαιτείται για το περπάτημα.
ΠΛΑΚΟΥΝΤΑΣ
Η μεμβράνη του αυγού, που κατάργησε το αυγό!
Πριν από περισσότερα από 120 εκατομμύρια χρόνια, την εποχή που οι τεράστιοι δεινόσαυροι αλληλοσκοτώνονταν μέσα στα ψηλά δάση της Γης, μια ήσυχη αλλά μεγάλης σημασίας σκηνή εξελισσόταν κάτω από κάποιο θάμνο της Κρητιδικής Εποχής: ένα μαλλιαρό μικροσκοπικό είδος ζώου, από τα πολλά που είχαν εμφανιστεί εκείνη την περίοδο, έπαψε να γεννάει αυγά και γέννησε ένα νεογνό. Ηταν ο πρόγονος σχεδόν όλων των σύγχρονων θηλαστικών (με εξαίρεση τους ορνιθόρυγχους και τις έχιδνες (είδος σκαντζόχοιρου), που ακόμα και σήμερα συνεχίζουν να γεννούν αυγά).
Εκείνο που κάνει εφικτή τη γέννηση ζωντανών απογόνων από τα θηλαστικά είναι το ειδικό όργανο που έχουν για το σκοπό αυτό, ο πλακούντας. Ο πλακούντας περιβάλλει το αναπτυσσόμενο έμβρυο και μέσω του ομφάλιου λώρου πραγματοποιεί τη ροή θρεπτικών ουσιών, οξυγόνου και διοξειδίου του άνθρακα ανάμεσα στο έμβρυο και τη μητέρα του.
Ο πλακούντας φαίνεται να αποτελεί εξέλιξη του χορίου, μιας λεπτής μεμβράνης που καλύπτει το εσωτερικό των αυγών και η οποία βοηθά τα έμβρυα των ερπετών και των πουλιών να απορροφήσουν οξυγόνο από τον αέρα. Τα καγκουρό και άλλα μαρσιποφόρα χρειάζονται και έχουν μόνο υποτυπώδη πλακούντα καθώς μετά από μια σύντομη κύηση, το μεγέθους φασολιού έμβρυο ολοκληρώνει την ανάπτυξή του βυζαίνοντας μέσα στο μάρσιπο. Αντίθετα, οι άνθρωποι και τα περισσότερα άλλα θηλαστικά χρειάζονται έναν πλακούντα που να μπορεί να απορροφά αποτελεσματικά θρεπτικές ουσίες από το σώμα της μητέρας, για ένα μεγάλο χρονικό διάστημα.
Πρόσφατες μελέτες έδειξαν ότι η πολυπλοκότητα του πλακούντα προκύπτει κατά ένα μέρος από το πώς διαφορετικά γονίδια ενεργοποιούνται μέσα του σε κάθε περίοδο ανάπτυξης του εμβρύου. Στην αρχή της εμβρυακής ανάπτυξης, τόσο ο πλακούντας του ποντικού, όσο και του ανθρώπου, στηρίζονται στο ίδιο σύνολο αρχαίων γονιδίων κυτταρικής ανάπτυξης. Αργότερα κατά την εγκυμοσύνη, αν και ο πλακούντας δεν αλλάζει εμφανώς εξωτερικά, ενεργοποιεί γονίδια που είναι πολύ πιο σύγχρονα και πιο εξειδικευμένα κατά βιολογικό είδος. Ετσι οι πλακούντες είναι βελτιστοποιημένοι για τις ανάγκες θηλαστικών με διαφορετικές στρατηγικές αναπαραγωγής: τα ποντίκια εγκυμονούν για τρεις βδομάδες και γεννούν περίπου μια δωδεκάδα νεογνά, ενώ οι άνθρωποι γεννούν μόνο ένα μωρό μετά από εννέα μήνες.
Για να διαρκέσει περισσότερο από μια ή δύο βδομάδες, ο πλακούντας, που είναι κατά βάση όργανο του εμβρύου, πρέπει να εμποδίσει το ανοσοποιητικό σύστημα της μητέρας να τον αποβάλει. Για να το πετύχει αναπτύσσει ένα μισθοφορικό στρατό ενδογενών ρετροϊών (ιογενή γονίδια που έχουν ενσωματωθεί στο DNA των θηλαστικών). Οι επιστήμονες έχουν παρατηρήσει τέτοιους ιούς να προβάλλουν μέσα από τις μεμβράνες των κυττάρων του πλακούντα. Οι ιοί ενδέχεται να παίζουν κρίσιμο ρόλο στον κατευνασμό του ανοσοποιητικού συστήματος της μητέρας, ώστε να ανεχθεί τον πλακούντα, με τον ίδιο τρόπο που βοηθούν και ορισμένους όγκους να επιβιώσουν.
ΣΚΩΛΗΚΟΕΙΔΗΣ ΑΠΟΦΥΣΗ
Δεν είναι απαραίτητη, αλλά δεν είναι και άχρηστη
Η σκωληκοειδής απόφυση φαίνεται να εμφανίστηκε την εποχή που τα πρωτεύοντα θηλαστικά έτρωγαν ακόμα αποκλειστικά φυτικές τροφές, που ήταν δύσκολο να χωνευτούν. Πρόκειται για μια μακριά, λεπτή κοιλότητα κλειστή στο ένα της άκρο που διακλαδώνεται από το τυφλό έντερο, που με τη σειρά του είναι ένας μεγάλος σάκος στην αρχή του παχέως εντέρου όπου καταφθάνει η μισοχωνευμένη τροφή από το λεπτό έντερο. Οσο η τροφή παραμένει στο τυφλό έντερο, τα χρήσιμα μικρόβια του εντέρου βοηθούν στην παραπέρα διάσπασή της. Μερικά από τα σημερινά χορτοφάγα ζώα, όπως τα κουνέλια και τα κοάλα, έχουν μεγάλη σκωληκοειδή απόφυση, γεμάτη με βακτήρια που μπορούν να διασπούν την κυτταρίνη. Ωστόσο, πολλά χορτοφάγα θηλαστικά, ανάμεσά τους και ορισμένοι πίθηκοι δεν έχουν καθόλου σκωληκοειδή απόφυση. Αυτό σημαίνει ότι η απόφυση αυτή στον άνθρωπο δεν προέρχεται από κάποιο κοινό πρόγονο, αλλά όπως και σε ορισμένα άλλα θηλαστικά προέκυψε ανεξάρτητα, μέσα στη διαδικασία της βιολογικής εξέλιξης.
Στον άνθρωπο η σκωληκοειδής απόφυση έχει χάσει την πεπτική της λειτουργικότητα και μάλιστα το στόμιό της συνήθως κλείνει όταν ο άνθρωπος φτάσει στη μέση ηλικία. Ωστόσο, τις πρώτες βδομάδες ζωής του νεογνού, το εσωτερικό της είναι γεμάτο με κύτταρα του ανοσοποιητικού συστήματος που ελέγχουν το εντερικό περιβάλλον, επιτρέποντας την εγκατάσταση σ' αυτό μόνο των ωφέλιμων συμβιωτικών μικροβίων.
Επιμέλεια:
Σταύρος ΞΕΝΙΚΟΥΔΑΚΗΣ
Πηγή: «Scientific American»
Δημοσιεύθηκε στον ΡΙΖΟΣΠΑΣΤΗ,25/10/2009
Αναρτήσεις
Δεν υπάρχουν σχόλια:
Δημοσίευση σχολίου