Science >> Wetenschap >  >> Biologie

Hoe sabeltandtijgers hun lange bovenste hoektanden kregen

Voorbeeld van de morfologische variatie waargenomen in de schedel van katachtigen en nirmavids, waarbij soorten zowel korte als lange bovenhoektanden vertonen. Credit:Narimane Chatar / Universiteit van Luik

Een internationaal team onder leiding van wetenschappers van de Universiteit van Luik heeft de evolutionaire patronen achter de ontwikkeling van sabeltanden onderzocht, met enkele onverwachte resultaten. Hun onderzoek is gepubliceerd in het tijdschrift Current Biology .



Sabeltanden, die iconische langwerpige bovenste hoektanden, hebben zowel wetenschappers als het grote publiek al lang gefascineerd, met name omdat ze verschillende keren in het fossielenarchief zijn verschenen, waaronder twee bijzonder bekende geslachten van sabeltandtijgers:de katachtigen (de familie van onze huiskatten, leeuwen, tijgers, enz.) en de nimravids (een volledig uitgestorven familie). Het proces waardoor deze lijnen hun langwerpige bovenste hoektanden kregen, blijft echter nogal onduidelijk.

Narimane Chatar, hoofdauteur van de studie, die haar doctoraat voltooide aan het EDdy Lab van de Universiteit van Luik en nu postdoctoraal onderzoeker is aan UC Berkeley in de Verenigde Staten, heeft een ambitieuze studie geleid om de geheimen van sabeltand te ontdekken evolutie. Met behulp van de modernste 3D-scanners en analytische methoden heeft het team nauwgezet gegevens verzameld en geanalyseerd van een diverse reeks huidige en uitgestorven soorten.

"We hebben de vorm van 99 onderkaken en 91 schedels gekwantificeerd, uit verschillende tijdperken en continenten, waardoor we een beter inzicht kregen in de evolutie van deze dieren", legt Dr. Chatar uit.

"Het ontsluiten van de geheimen van de sabeltand-evolutie verrijkt niet alleen ons begrip van het verleden van de aarde, maar documenteert ook de mechanismen die leiden tot evolutionaire convergentie", zegt professor Valentin Fischer, directeur van het EDDyLab aan de ULiège.

Schedel en onderkaak van Eusmilus sicarius, een sabeltand-nimravid gescand in het Yale University Museum (Yale Paebody Museum, New Haven, VS). Credit:N.Chatar/Université de Liège

Het onderzoek bracht enkele verrassende resultaten aan het licht. De eerste is dat in plaats van twee verschillende schedelmorfologieën te contrasteren bij soorten met langwerpige bovenste hoektanden en die met korte tanden, er in plaats daarvan een continuüm van vorm bestaat dat de kleinste hedendaagse katten en hun uitgestorven sabeltandachtige tegenhangers met elkaar verbindt.

"Vanuit morfologisch oogpunt is de schedel van een hedendaagse kleine kat net zo vreemd en aangepast als die van een grote sabeltandkat", zegt dr. Margot Michaud, onderzoeker aan de Universiteit van Frans-Guyana in Cayenne. . Dit zijn daarom de twee uitersten van een continuüm van vormen die katachtige roofdieren in de loop van de geologische tijd hebben zien evolueren.

“Onze studie suggereert dat wat we vaak beschouwen als voorbeelden van evolutionaire patronen in leerboeken, feitelijk vereenvoudigd is voor educatieve doeleinden. Wanneer we ons echter verdiepen in statistische analyses, ontdekken we in deze gevallen veel complexere scenario’s, zoals gesuggereerd door de resultaten van onze convergentietests”, legt Davide Tamagnini uit, postdoctoraal onderzoeker aan de Universiteit van Rome La Sapienza.

De tweede verrassing betreft de weg die de evolutie heeft afgelegd om sabeltandsoorten voort te brengen. Uit het werk van het team is gebleken dat sabeltandsoorten aan het begin van hun evolutionaire geschiedenis een snellere morfologische evolutie laten zien dan soorten met kortere hoektanden.

"Naast andere fascinerende ontdekkingen hebben we aangetoond dat de craniomandibulaire integratie bij sabeltandsoorten verminderd is, waardoor een groter aanpassingsvermogen en diversificatie in de kaak- en schedelmorfologie mogelijk wordt gemaakt", legt Margot Michaud uit.

Zo zijn snelle morfologische diversificatie en een tamelijk plastische schedel geïdentificeerd als twee sleutelcomponenten die de opkomst van langwerpige bovenhoektanden bij zowel katachtigen als nimravids mogelijk maakten. "Als resultaat lijkt er een gemeenschappelijk recept te zijn om te evolueren naar sabeltandkatachtige roofdieren", zegt Dr. Chatar.

Ten slotte benadrukte het onderzoek van het team de achteruitgang van sabeltandvormen, evenals de bredere trends van katachtige roofdieren in de loop van hun evolutionaire geschiedenis. Ondanks het relatief recente uitsterven van sabeltandvormen 'slechts' een paar duizend jaar geleden, zijn katachtige roofdieren in feite in verval geraakt sinds het Mioceen (tussen 23 en 5 miljoen jaar geleden).

"Sommige van deze katachtige roofdieren, vooral de sabeltandachtigen, bezetten al snel redelijk gespecialiseerde niches, waardoor ze gevoeliger werden voor uitsterven", legt Dr. Tamagnini uit.

Dit fenomeen, bekend als 'ratel' of macro-evolutionaire ratel, is voorgesteld als een potentiële motor voor de achteruitgang van bepaalde groepen, waarbij de evolutie het verlies van vroege gegeneraliseerde vormen bevordert, wat leidt tot de opkomst van meer gespecialiseerde, maar ook kwetsbaardere vormen. later in de geschiedenis van de lijn.

"Roofdieren hebben hun eigen evolutionaire trajecten en risico's van uitsterven. Bestuderen hoe oude roofdieren bloeiden en achteruit gingen, levert ons informatie op over de mogelijke toekomst van onze ecosystemen", besluit professor Fischer.

Meer informatie: Evolutionaire patronen van katachtige carnivoren onthullen de drijvende krachten achter de sabeltandmorfologie, Huidige biologie (2024). 10.1016/j.cub.2024.04.055

Journaalinformatie: Huidige biologie

Aangeboden door Universiteit van Luik