Исследование появится 14 июля 2014 года в PNAS.
Позвоночный столб млекопитающих сильно различается у разных видов, что отражает адаптацию к широкому диапазону образа жизни, от рытья кротов до полета на летучих мышах.
Тем не менее, как правило, количество позвонков туловища у большинства видов млекопитающих мало различается. Позвоночный столб и его высокий эволюционный потенциал считаются ключевыми для эволюции позвоночных, поэтому постоянство является одновременно загадочным и важным. Авторы предполагают, что на основании биомеханики и развития, эволюционные изменения практически невозможны у быстро бегающих и подвижных млекопитающих, но лишь незначительно влияют на медленных и крепких млекопитающих. Обоснование состоит в том, что для изменения числа туловищных позвонков необходимо несколько мутаций, при этом единичные мутации приводят к появлению переходных пояснично-крестцовых позвонков неправильной формы, которые не полностью и асимметрично срастаются с крестцом.
Эти неправильные пояснично-крестцовые суставы снижают гибкость, что серьезно затрудняет бег и прыжки. Их наблюдения действительно показывают, что отбор против этих начальных изменений силен у быстрых и подвижных млекопитающих и слаб у более медленных и крепких.
Всего было проанализировано 774 скелета 90 различных видов. Скелеты принадлежали коллекциям 9 европейских музеев естествознания, включая Центр биоразнообразия Naturalis в Лейдене.
«Жесткость спины млекопитающего является ключом к тому, возможны ли эволюционные изменения», – сказал Фритсон Галис, один из авторов исследования. «На движение медленных млекопитающих с жесткой спиной лишь незначительно влияют неправильные пояснично-крестцовые суставы, но для быстро бегающих млекопитающих такие суставы фатальны», – продолжила Клара тен Брук, другой автор исследования.
«Чтобы решить эту загадку эволюции млекопитающих, потребовалось сочетание эволюции, биомеханики и эволюции, а также большой набор данных», – сказал Фритсон Галис.
«Жесткость спины млекопитающего является ключом к тому, возможны ли эволюционные изменения или нет», – сказал Фритсон Галис, исследователь Центра биоразнообразия Naturalis и один из авторов исследования. «На передвижение медленных млекопитающих с жесткой спиной лишь незначительно влияют неправильные пояснично-крестцовые суставы, но для быстро бегающих млекопитающих такие суставы фатальны», – продолжила Клара тен Брук, другой автор исследования.
«Чтобы решить эту загадку эволюции млекопитающих, потребовалось сочетание эволюции, биомеханики и эволюции, а также большой набор данных», – сказал Фритсон Галис.