Ιδού ο προ-προπάππους μας, Researchers Reconstruct the Common Ancestor of Placental Mammals

Καλλιτεχνική απεικόνιση του αρχαιότερου κοινού πρόγονου όλων των θηλαστικών με πλακούντα. Επρόκειτο για ένα μικρό εντομοφάγο ζώο. This is an artist’s rendering of the hypothetical placental ancestor, a small insect-eating animal. The research team reconstructed the anatomy of the animal by mapping traits onto the evolutionary tree most strongly supported by the combined phenomic and genomic data and comparing the features in placental mammals with those seen in their closest relatives. Credit: Carl Buell

Χαιρετίστε τον προ-προπάππου σας. Ήταν χαριτωμένος, με γούνα, μακριά ουρά και λάτρευε να καταβροχθίζει… έντομα. Μπορεί τα χαρακτηριστικά αυτά να παραπέμπουν σε ένα ζώο που θα είχατε για κατοικίδιο, ωστόσο αυτό το μικρό ον ήταν ο τελευταίος πρόγονος όλων των θηλαστικών με πλακούντα – μιας ομάδας δηλαδή που περιλαμβάνει όλα τα ζώντα θηλαστικά εκτός από αυτά με μάρσιπο και εκείνα που γεννούν αβγά.

Μια εξονυχιστική ανάλυση που συνδύασε γενετικές πληροφορίες καθώς και πληροφορίες που προέρχονταν από απολιθώματα μαρτυρεί ότι ο πρόγονός μας αυτός έζησε μετά την πτώση του αστεροειδή ο οποίος εξαφάνισε από τον χάρτη τους δεινοσαύρους πριν από 66 εκατομμύρια έτη. Οι απόγονοί του εξαπλώθηκαν γρήγορα σε ολόκληρη τη Γη και εξελίχθηκαν σε όλες τις μεγάλες οικογένειες θηλαστικών με πλακούντα – από τις νυχτερίδες ως τις φάλαινες και από τα ποντίκια ως τον άνθρωπο, όπως αναφέρεται σε σχετική δημοσίευση στην επιθεώρηση «Science».

Οι θεωρίες

Οι μοριακοί βιολόγοι και οι παλαιοντολόγοι εμφανίζονται εδώ και καιρό διχασμένοι σχετικά με την καταγωγή των θηλαστικών με πλακούντα. Επί μακρόν η πιο αποδεκτή θεωρία με βάση τα στοιχεία απολιθωμάτων ανέφερε ότι τα θηλαστικά εξελίχθηκαν μετά την εξαφάνιση των δεινοσαύρων.

Ωστόσο κάποιες πρόσφατες γενετικές αναλύσεις υποστήριξαν ότι ο παλαιότερος πρόγονός μας πρέπει να συνυπήρξε με τους δεινοσαύρους – να έζησε δηλαδή πριν από περίπου 100 εκατομμύρια χρόνια και να διαχωρίστηκε σε περισσότερες από 20 διαφορετικές γενεαλογικές γραμμές στα 35 εκατομμύρια χρόνια που ακολούθησαν.

Ό,τι και αν δείχνουν πάντως οι γενετικές αναλύσεις οι παλαιοντολόγοι δεν έχουν καταφέρει να στηρίξουν αυτή τη θεωρία αφού δεν έχουν ανακαλύψει απολιθώματα θηλαστικών με πλακούντα τα οποία να χρονολογούνται πριν από την πτώση του αστεροειδούς. Το γεγονός αυτό μαρτυρεί ότι ο πρόγονος όλων των ζώντων θηλαστικών εμφανίστηκε μετά την εξαφάνιση των δεινοσαύρων.

Η πιο εξονυχιστική ανάλυση

Τα απολιθώματα ανήκουν σε θηλαστικό του είδους  Ukhaatherium nessovi που έζησε στην Κρητιδική περίοδο και βρέθηκαν το 1994 στην Έρημο Γκόμπι. Τα απολιθώματα αυτά χρησιμοποιήθηκαν μαζί με πολλά άλλα στη νέα εξονυχιστική ανάλυση που έδειξε τον αρχαιότερο κοινό πρόγονο των θηλαστικών με πλακούντα. This shrew-sized Cretaceous-age animal, Ukhaatherium nessovi, which was uncovered in 1994 in the Gobi Desert by the Mongolian Academy and the American Museum of Natural History, is one of the many mammals used in the recent mammal tree-of-life study. When it was discovered, the remarkably well-preserved skeleton of this small creature showed the presence of epipubic bones, attached to both sides of the pubis. In living mammals, these bones occur only in marsupials (mammals like kangaroos that often develop their young in pouches) and monotremes (mammals like platypuses, which lay eggs). But their presence in Ukhaatherium nessovi showed that a close relative of recent placental mammals that lived many millions of years ago also had these bones. Credit: AMNH/ S. Goldberg, M. Novacek

Σε μια προσπάθεια να βάλουν ένα τέλος σε αυτή τη διαμάχη η Μορίν Ο’Λίρι και οι συνεργάτες της από το Πανεπιστήμιο Στόνι Μπρουκ στην πολιτεία της Νέας Υόρκης δημιούργησαν ένα γενεαλογικό δέντρο των θηλαστικών συνδυάζοντας γενετικές πληροφορίες με στοιχεία που αφορούσαν περισσότερα από 4.500 ανατομικά χαρακτηριστικά – τα περισσότερα που έχουν χρησιμοποιηθεί ως σήμερα με αυτόν τον τρόπο – από 46 ζώντα είδη θηλαστικών καθώς και από 40 απολιθώματα θηλαστικών.

Όπως προέκυψε από την εξονυχιστική αυτή ανάλυση, κανένα από τα απολιθώματα που χρονολογείτο πριν από την πτώση του αστεροειδούς δεν μπορούσε να κατηγοριοποιηθεί στα σύγχρονα θηλαστικά με πλακούντα. Το αρχαιότερο απολίθωμα που εντόπισαν οι ειδικοί και το οποίο θα μπορούσε να θεωρηθεί ως σύγχρονο θηλαστικό με πλακούντα έζησε 200.000 ως 400.000 έτη μετά την πτώση του αστεροειδούς. Από την ανάλυση επίσης προέκυψε ότι μετά την εμφάνιση αυτού του κοινού προγόνου ακολούθησε ταχεία εξέλιξη – τα πρώτα μέλη των μεγάλων γενεαλογικών γραμμών των θηλαστικών με πλακούντα, όπως τα πρωτεύοντα είδη και τα τρωκτικά, εμφανίστηκαν περίπου 2 με 3 εκατομμύρια χρόνια αργότερα.

Μικρό εντομοφάγο ζώο ο… προπάππους

This shows the new evolutionary tree for placental mammals, created by combining phenomic and genomic data. Credit: Stony Brook University/ Luci Betti Nash

Πώς ήταν όμως αυτός ο κοινός πρόγονος; Σύμφωνα με τη μελέτη επρόκειτο για ένα μικρό εντομοφάγο ζώο που ζύγιζε μεταξύ 6 και 245 γραμμαρίων. Σκαρφάλωνε στα δέντρα και είχε μακριά τριχωτή ουρά.

«Δεν έχουμε ιδέα από πού προήλθε αυτό το θηλαστικό ούτε πώς οι απόγονοί του εξαπλώθηκαν σε ολόκληρο τον κόσμο» ανέφερε η δρ Ο’Λίρι και προσέθεσε ότι ενώ η αναπαράσταση του ζώου δείχνει πως μοιάζει με τρωκτικό «τα δόντια του είναι εντελώς διαφορετικά».

Τα θηλαστικά με πλακούντα δεν ήταν τα μόνα θηλαστικά που διαχωρίστηκαν σε διαφορετικές γενεαλογικές γραμμές μετά την πτώση του αστεροειδούς. Το ίδιο συνέβη και με τα μαρσιποφόρα στα οποία εμφανίστηκε μια μικρότερης κλίμακας εξέλιξη μετά το συμβάν που εξαφάνισε τους δεινοσαύρους – στα μαρσιποφόρα μια και μόνο γενεαλογική γραμμή οδήγησε σε όλα τα σύγχρονα είδη της συγκεκριμένης οικογένειας, σημείωσε η Ο’Λίρι.

Οι αντιδράσεις

Στο άκουσμα των νέων αποτελεσμάτων κάποιοι επιστήμονες εμφανίστηκαν ενθουσιασμένοι. Ο Στίβεν Μπρουσάτε από το Πανεπιστήμιο του Εδιμβούργου χαρακτήρισε τη μελέτη «ορόσημο» και συμπλήρωσε ότι «το αρχείο απολιθωμάτων και το μοριακό ρολόι αρχίζουν να συγκλίνουν. Είναι ακριβώς αυτό που θέλαμε».

Ωστόσο ο Μαρκ Σπρίνγκερ από το Πανεπιστήμιο της Καλιφόρνιας στο Ριβερσάιντ ο οποίος είχε διεξαγάγει τη γενετική ανάλυση που μαρτυρούσε ότι οι πρόγονοί μας διαχωρίστηκαν ενόσω οι δεινόσαυροι ζούσαν, εμφανίστηκε σκεπτικός. Όπως είπε τα ευρήματα δεν τον πείθουν ότι ο διαχωρισμός των θηλαστικών με πλακούντα έλαβε χώρα στο Παλαιόκαινο, τα 10 πρώτα εκατομμύρια χρόνια μετά την εξαφάνιση των δεινοσαύρων. «Το δέντρο που βασίζεται στη μορφολογία έρχεται σε μεγάλη αντίθεση με το μοριακό δέντρο» σημείωσε.

Η μόνη οριστική λύση που μπορεί να δοθεί στο θέμα μάλλον θα πρέπει να έλθει μέσα από την ανακάλυψη νέων απολιθωμάτων. Ο Μπρουσάτε και άλλοι ερευνητές αναζητούν αυτή τη στιγμή απολιθώματα θηλαστικών από το Παλαιόκαινο ελπίζοντας να «συλλάβουν» τα πρώτα στάδια της εξέλιξης του αρχαιότερου προγόνου μας.

Δείτε και το σχετικό βίντεο στο οποίο οι συγγραφείς της μελέτης μιλούν για το νέο γενεαλογικό δέντρο των θηλαστικών που δημιούργησαν: 

A tiny, furry-tailed creature was the earliest ancestor of placental mammals -- a widely diverse group of animals ranging from bats to humans -- according to a new study by a team of international scientists, including a core group of Museum researchers. In findings published in the February 8 issue of the journal Science, the researchers analyzed the world's largest dataset of genetic and physical traits to find that placental mammals diversified into present-day lineages much later than is commonly thought: after the extinction event 65 million years ago that eliminated non-avian dinosaurs. This finding, and the visualization of the placental ancestor -- an insect-eating animal that weighed less than a pound -- was made with the help of a cloud-based and publicly accessible database called MorphoBank. Credit: American Museum of Natural History