Kacsaláb hozhat fordulatot a dinoszauruszok evolúciókutatásában

A mai madarak az egyetlen dinoszauruszcsoport, mely túlélte a földtörténeti kréta időszak végén bekövetkezett tömeges kihalást, és amelyek közt a leggyorsabb növekedésű gerinces állatokat is találjuk. Hogy megbízható betekintést nyerhessenek, hogyan növekedtek és kaptak szárnyra az első madarak és Theropoda dinoszaurusz őseik, Prondvai Edina vezetésével egy nemzetközi kutatókból álló csoport az élő leszármazottakra fordította a figyelmét: kiskacsák végtagcsontjainak szöveti szerkezetét vizsgálták egyedfejlődésük különféle fázisaiban.

A kacsafélék, mint például a tőkés récék, futásra és úszásra kész lábakkal kelnek ki a tojásból, míg szárnyaik aránytalanul aprók, így azokkal csak kifejlett korukra képesek repülni. „Ez az egyedfejlődési tulajdonság tökéletes kutatási alannyá teszi őket, hogy kideríthessük, a szárny- és lábcsontok szöveti felépítése hogyan tükrözi ezeket a funkcióban és növekedési ütemben látható különbségeket. Ezt követően hasonló tulajdonságok ugyanígy tanulmányozhatók a fosszilis madarakban és egyéb dinoszauruszokban is” – magyarázza Prondvai Edina, aki a kutatás ideje alatt a Genti Egyetem Biológia Tanszékén dolgozott, jelenleg pedig az MTA-MTM-ELTE Paleontológiai Kutatócsoport tagja.

A mozgékony kiskacsák jól fejlett lábukkal futni és úszni egyaránt képesek, de csak a kifejlett kacsák szárnya elég nagy ahhoz, hogy röpképessé tegye őket Forrás: pixabay.com és Flickr/USCapitol

A fejlődésben lévő végtagcsontok szövetének vizsgálata során a kutatócsoport – melynek további tagjai a Genti Egyetem professzorai, Eckhard Witten, Ann Huysseune és Dominique Adriaens, illetve Anick Abourachid, a Párizsi Természettudományi Múzeum kutatója – egy teljesen váratlan felfedezést tett. „Amikor először felötlött bennem, mit is látok a mikroszkóp alatt, nem hittem a szememnek. Mindenképp szakmai megerősítésre volt szükségem, ezért szakértő kollégáimhoz fordultam” – mondta Prondvai Edina. A szövet, amely összezavarta a kutatókat, nem a végtagcsontokra jellemző általános csontszövet volt – inkább egy furcsa keveréke a csont- és porcszövetnek, melyet chondroid csontnak neveznek.

Szárny- (zöld) és láb- (kék) csontok festett keresztmetszeteiben chondroid csontszövet látszik, amely néhány csontban tipikus porcszövetként (hc) jelenik meg, míg más csontokban porcos és csontos jellegzetességek különleges elegyét mutatja mind színeződésében (csillag), mind pedig sejtes állományában (sárga nyíl), eltérően a jól ismert csontsejtektől (fehér nyíl) Forrás: Prondvai Edina

Witten és Huysseune szerint „régóta tudunk a chondroid csont létezéséről, mely például néhány gerincesnél ismert speciális struktúrákban, illetve a csontok patológiás elváltozásaiban is előfordul. Azonban jelenléte ilyen nagy mennyiségben egészséges madarak végtagcsontjaiban váratlan és jelentős felfedezés.”

A szerzők úgy vélik, hogy

ez a speciális szövet porcszerű tulajdonságainak köszönhetően nagyon gyors növekedésre képes,

így a hagyományos csontszövet növekedési üteméhez mérten jelentősen felgyorsítja a végtagcsontok vastagságbeli növekedését. Ez azt sugallja, hogy a chondroid csont kulcsfontosságú szerepet játszhat a madarak extrém gyors növekedésének evolúciójában.

Egyelőre a felfedezés több kérdést vet föl, mint amennyit megválaszol. Vajon a chondroid csont jelenléte általános a madarak körében? Esetleg már a mai madarak Theropoda dinoszaurusz őseiben is jelen volt? Prondvai Edina szerint „nagyon is lehetséges, hogy a chondroid csont beépítése a csontváz fejlődésének folyamatába egy olyan fontos evolúciós lépés volt, mely lehetővé tette más dinoszauruszok, mint például az ikonikus Tyrannosaurus rex rendkívül gyors növekedését”. A mai madarak és kihalt dinoszauruszok további vizsgálataival ez az érdekfeszítő hipotézis is tesztelhető lesz.

A Journal of Anatomy című szaklapban megjelent tanulmány itt érhető el teljes terjedelmében.