Prawda

Sobota, 21 maja 2022 - 05:39

« Poprzedni Następny »


Szczątkowa cecha ptaków, która mogła być funkcjonalna u przodków: zdalne wyczuwanie drgań dziobem (nadal czynne u kiwi)


Jerry A. Coyne 2020-12-16


Nowy artykuł w “Proceedings of the Royal Society Series B” (pierwszy zrzut z ekranu poniżej) zawiera dość skomplikowaną opowieść, którą świadomie uproszczę dla oszczędności miejsca.




Ten artykuł trafnie streszcza Veronique Greenwood w dziale “Trilobite” w „New York Times”:



Trzy grupy ptaków wyewoluowały niezwykłą cechę: zdolność zdalnego wyczuwania zwierzyny (tj. wykrywanie zwierzyny  bez dotykania jej) przez wbijanie dziobu w ziemię i wyczuwanie drgań. Tymi grupami są kiwi, ibisy i niektóre ptaki brodzące. Wykrywanie może odbywać się albo przez bezpośrednie wyczuwanie drgań przy ruchach zwierzyny, albo przez odbicie fal dźwięków od twardej skorupy ofiary, kiedy ptak uderza dziobem w podłoże. Nazywa się to “zdalny dotyk”.


Okazuje się, że czubki dziobów ptaków ze “zdalnym dotykiem” są upstrzone małymi wgłębieniami, które zawierają komórki o nazwie “ciałka Herbsta”, a te są narządami wykrywającymi ruch. U tych ptaków rozrósł się także obszar mózgu używany do przetwarzania niezmiernie ważnych sygnałów dotyku.   


Inne gatunki mają inne sposoby używania dziobów, by wykrywać zwierzynę dotykiem. Kaczki i gęsi mają kościsty narząd na czubkach swoich dziobów, który także ma wgłębienia z ciałkami Herbsta, ale są inaczej zorganizowane – mają ponadto receptory czuciowe. Tego właśnie używają kaczki, kiedy wystawiają tylko kuper ponad powierzchnię wody i pakują dzioby w dno, żeby żerować.  


Poniżej są zdjęcia z artykułu, pokazujące różne rodzaje czubków dziobów. Autorzy badali także czaszki setek żyjących gatunków i robili sekcje tkanki dziobu, żeby zobaczyć, czy są tam ciałka Herbsta związane z wgłębieniami na dziobie.


Pierwsze: ptak bez zdalnego wyczuwania, jak u większości ptaków. Jest to mewa południowa (Larus dominicus). Ma kilka wgłębień na czubku dziobu, ale analiza miękkich tkanek nie wykazała komórek receptorowych. Nie żeruje przez dotyk.  



Tutaj są dwa ptaki ze zdalnym dotykiem. Pierwszym jest ibis białowąsy (Bostrychia hagedash). Proszę zauważyć dużo wgłębień na samym czubku dziobu (powiększenie). Ma także ciałka Herbsta, jak również powiększony obszar mózgu do wyczuwania dotyku. (Ten ptak, podobnie jak wszystkie inne ptaki poza bezgrzebieniowcami i kusaczami należy do dużej grupy gatunków zwanych ptakami neognatycznymi.)



To samo dotyczy kiwi, który należy do drugiej grupy ptaków, paleognatycznych, małej grupy, która obejmuje tylko duże, nielotne ptaki lub bezgrzebieniowce (emu, strusie, itp.) oraz kusacze, które potrafią latać, ale niezbyt dobrze. Narząd zdalnego dotyku z ciałkami Herbsta mieści się na samym czubku długiego dziobu. Stosunek długości dziobu do rozmiarów czaszki jest jedną z kilku wskazówek do diagnozowania, czy ptaki mają zdalny dotyk.



Wreszcie kusacz, ptak paleognatyczny, który ma narząd zdalnego dotyku z wgłębieniami, ale nie ma w nich ciałek Herbsta. Ten gatunek jednak nie żeruje przez sondowanie gruntu. Inne bezgrzebieniowce, takie jak struś i emu, także mają pełen wgłębień dziób, ale nie mają wyczuwających drgania komórek. Wgłębienia wydają się być pozostałością po przodkach, dla których wgłębienia mogły być użyteczne, ponieważ zawierały wykrywające drgania komórki. Innymi słowy, jest to cecha szczątkowa.


Innym bezgrzebieniowcom także brak powiększonego obszaru mózgu do przetwarzania informacji od receptorów dotyku. To ma sens, bo choć może niewiele kosztować zachowanie wgłębień w dziobie, kiedy ich nie potrzebujesz, tkanka mózgowa jest metabolicznie kosztowna i jeśli jej nie używasz, opłaca się skierowanie tych zasobów na inne funkcje, które pomogą ci rozmnożyć się.



Jak powiedziałem, obecność wgłębień u ptaków, które ich nie używają, sugeruje, że jest to szczątkowa cecha przeniesiona od przodka. Można odróżnić ptaki ze zdalnym dotykiem od innych gatunków przez połączenie stosunku długości dziobu do rozmiarów czaszki, liczby wgłębień i odległości między wgłębieniami.


Ale jakiego przodka? Okazuje się, że mamy skamieniałe czaszki wymarłych ptaków, lithornithidae, które są bardzo wczesnymi ptakami paleognatycznymi. Chociaż ich miękka tkanka nie jest dostępna, niektóre z gatunków pokazują narząd czuciowy – co widać po liczbie i rozrzucie wgłębień, jak również stosunku długości dziobu do wielkości czaszki, który jest charakterystyczny dla  żerujących zdalnie. Tutaj jest zdjęcie dwóch czaszek lithornithidae; podpisy pod zdjęciami z artykułu.


Cranial fossils of two species of lithornithids, showing high degree of pitting on the surfaces of their beaks, similar to all extant palaeognathous birds, potentially indicative of a bony bill-tip organ. (e) Lithornis promiscuus: (i) skull and attached maxilla (USNM 391983) showing the shape of the beak relative to the skull; (ii) distal portions of maxilla and mandible (USNM 336535). ( f ) Paracathartes howardae: maxilla (USNM 404758) and distal portion of mandible (USNM 361437).
Cranial fossils of two species of lithornithids, showing high degree of pitting on the surfaces of their beaks, similar to all extant palaeognathous birds, potentially indicative of a bony bill-tip organ. (e) Lithornis promiscuus: (i) skull and attached maxilla (USNM 391983) showing the shape of the beak relative to the skull; (ii) distal portions of maxilla and mandible (USNM 336535). ( f ) Paracathartes howardae: maxilla (USNM 404758) and distal portion of mandible (USNM 361437).

Wnioskiem jest, że domniemani przodkowie ptaków paleognatycznych byli gatunkiem ze zdalnym dotykiem. Fakt, że żyjące ptaki paleognatyczne, takie jak emu i kusacze nadal zachowują wgłębienia, sugeruje, że ten niefunkcjonalny "narząd" jest bezużyteczną resztką cechy odziedziczonej przez wszystkie ptaki paleognatyczne od przodka - lithornithidae. Istotnie, autorzy sądzą, że przodek wszystkich ptaków mógł mieć narząd do zdalnego dotyku (moje podkreślenie):  


Nasza analiza potwierdza, że bazalne ptaki palaeognatyczne, małe, lotne lithornithidae, miały dotykowy, kościsty narząd na czubku dziobu, umożliwiający im używanie zdalnego dotyku, by lokalizować zagrzebane bezkręgowce. To odkrycie w połączeniu z naszym rozumieniem ewolucji lithornithidae, sugeruje, że układ zdalnego dotyku u współczesnych ptaków pochodzi z okresu sprzed rozdziału na palaeognatyczne–neognatyczne.


Dlaczego wśród żyjących ptaków paleognatycznych tylko kiwi mu funkcjonujący narząd zdalnego dotyku, skoro był obecny u wymarłego przodka, można wytłumaczyć według dwóch scenariuszy. Pierwszy mówi o utracie tego narządu u bliższego w czasie gatunku przodków i ponownym jego nabyciu tylko w linii kiwi. Drugą możliwością jest, że kiwi zatrzymały narząd zdalnego dotyku przodków, podczas gdy wszystkie inne ptaki paleognatyczne utraciły go. Autorzy nie potrafią wybrać między tymi scenariuszami.


A co z ptakami neognatycznymi, które mają narząd zdalnego dotyku, takimi jak ibis i ptaki brodzące? Czy zachowały narząd przodków podczas gdy wszystkie inne ptaki neognatyczne  (olbrzymia większość żyjących ptaków), utraciła go? Prawdopodobnie nie; jak mówią autorzy, to jest wypadek niezależnej ewolucji.


Jeszcze bardziej fascynująca jest możliwość, że ta zdolność wykrywania zwierzyny na odległość mogła istnieć u gadzich przodków ptaków, którymi według wielu naukowców były dinozaury teropody: 


Co ciekawe, istnieje coraz więcej dowodów, że niektóre teropody miały wyspecjalizowane narządy umieszczone w dystalnej części ich rostrum, w oparciu o wysoki stopień zewnętrznych otworów/wgłębień zachowanych na ich szczękach. Zgadujemy, że może takie wrażliwe pyski i nieptasich terapodów mogły być prekursorami ewolucji zdalnego dotyku u ich ptasich krewnych. 


Warto zauważyć, że aligatory i krokodyle także mają wrażliwe na dotyk “receptory kopułkowe” w górnych szczękach, również związane z wgłębieniami w kościach. Archozaury są grupą wczesnych gadów, przodków zarówno ptaków, jak krokodyli i może receptory, jakie widzimy u krokodyli i aligatorów są w jakiś sposób związane z wgłębieniami w dziobie kiwi.  


To wszystko są spekulacje, dość solidne wydaje się jednak to, że wgłębienia w dziobie i bezużyteczne “narządy dotyku” u innych niż kiwi oraz kusacze bezgrzebieniowców są szczątkowymi pozostałościami funkcjonującego narządu prastarego przodka. A to jest dowód na ewolucję.

______________

Toit, C. J. d., A. Chinsamy, and S. J. Cunningham. 2020. Cretaceous origins of the vibrotactile bill-tip organ in birds. Proceedings of the Royal Society B: Biological Sciences 287:20202322.


A vestigial trait of birds that may have been functional in ancestors remote sensing of vibrations in the bill (still activein the kiwi)

Why Evolution Is True, 11 grudnia 2020

Tłumaczenie: Małgorzata Koraszewska



Jerry A. Coyne

Emerytowany profesor na wydziale ekologii i ewolucji University of Chicago, jego książka "Why Evolution is True" (Polskie wydanie: "Ewolucja jest faktem", Prószyński i Ska, 2009r.) została przełożona na kilkanaście języków, a przez Richarda Dawkinsa jest oceniana jako najlepsza książka o ewolucji.  Jerry Coyne jest jednym z najlepszych na świecie specjalistów od specjacji, rozdzielania się gatunków. Jest również jednym ze znanych "nowych ateistów" i autorem książki "Faith vs Fakt". (Jest już polskie wydanie - "Wiara vs Fakty", wydawnictwo "Stapis".) Jerry Coyne jest wielkim miłośnikiem kotów i osobistym przyjacielem redaktor naczelnej.

Wyślij artykuł do znajomego:     Wydrukuj



Nauka

Znalezionych 1294 artykuły.

Tytuł   Autor   Opublikowany

Toksyczny nektar, czyli ostrożnie z tureckim miodem   Júnior   2022-05-20
Kolejna nieudana i podyktowana ideologią próba wykazania, że płeć u ludzi nie jest binarna   Coyne   2022-05-18
Brian Charlesworth o błędach nowego artykułu rzekomo pokazującego, że fundamentalne założenie ewolucji neodarwinowskiej jest błędne   Coyne   2022-05-16
Trutnie i inni fruwający panowie   Junior   2022-05-13
Wygnanie z uniwersyteckiego świata – dwa lata później   Winegard   2022-05-10
Życie kwitnące po śmierci   Junior   2022-05-05
Organiczne środki owadobójcze są szkodliwe dla pożytecznych owadów     2022-04-30
Oxitec rozszerza próby z komarami GMO, by zredukować szerzenie się malarii   Conrow   2022-04-28
Słowa w wosku zapisane   Tonhasca Junior   2022-04-26
Rodzice, szkoła, państwo: kultura niskich oczekiwań   Koraszewski   2022-04-25
Nowoczesne ulepszanie roślin uprawnych przyjmuje historyczne podejście   Karavolias   2022-04-20
Pierwsza spożywcza roślina GMO w Ghanie   Baffour-Awuah   2022-04-16
Indie zwalniają edytowanie genów z wymaganej dla GMO oceny bezpieczeństwa   Paranjape   2022-04-11
Metamorfozy    Júnior   2022-04-09
Rolnicy nie mogą uprawiać tego, na co ich nie stać   Ongu   2022-04-07
Rośliny zmodyfikowane: odkłamać opinię o GMO   Conrow   2022-04-07
Odmowa szczelinowania jest szaleństwem   Ridley   2022-04-02
Jak wirusy chorób układu oddechowego ewoluują, by stać się łagodniejsze   Ridley   2022-03-22
Czy globalne ocieplenie może być dla nas dobre?   Ridley   2022-03-03
Południowa Afryka powinna przemyśleć regulacje dotyczące genetycznie modyfikowanych roślin   i Priyen Pillay   2022-03-01
Dlaczego środowiskowcy stanowią większą przeszkodę dla skutecznej polityki klimatycznej niż negacjoniści?   Boudry   2022-02-21
O figach i osach   Júnior   2022-02-18
Pień liczący 40 tysięcy lat przekazany Maorysom zamiast nauce   Coyne   2022-02-14
Propaganda anty-GMO obraża drobnych farmerów w Afryce i w Azji   Gakpo   2022-02-08
Jak “tubylcza medycyna” różni się od medycyny   Coyne   2022-02-07
Biotechnologia podnosi plony wysokobiałkowego afrykańskiego pochrzynu   Wetaya   2022-02-04
Spadanie w przepaść   Turski   2022-01-27
Czy koniki morskie coś nam mówią o LGBT? Błąd naturalistyczny popełniony przez Sussex Wildlife Trust   Coyne   2022-01-25
Ojczyznę wolną (od GMO) zachowują pany   Koraszewski   2022-01-22
Namawianie roślin, żeby podjęły ryzyko   Karavolias   2022-01-20
Czy uczenie się metodą prób i błędów jest „nauką”?   Coyne   2022-01-14
Czy gaz i energia jądrowa są “zielone”   Novella   2022-01-12
Ptasia grypa w czasach ludzkiej zarazy   Collins   2022-01-11
Rasa jest kontinuum. Płeć jest cholernie binarna   Dawkins   2022-01-10
Komiczne krzyki o klimatycznej Apokalipsie –— 50 lat nieuzasadnionego siania paniki   Lomborg   2022-01-06
Gnidy, o których PIS ci nie powie   Koraszewski   2022-01-05
Niebezpieczeństwo upolitycznienia nauki   Krylov   2022-01-01
Specjalne przesłanie do muzułmanów na całym świecie   Pandavar   2021-12-28
Nowe badania pokazują, że kraje rozwijające się płacą wysoką cenę za ograniczanie upraw roślin GMO   Maina   2021-12-25
Jajo, które wywołało sensację   Koraszewski   2021-12-24
Pięć powodów zakończenia debaty o GMO   Evanea   2021-12-16
Richard Dawkins pisze do “przyjaciół nauki i rozumu” w Nowej Zelandii   Coyne   2021-12-14
 Syntetyczna biologia oferuje obietnicę rozwiązania globalnego problemu z plastikiem   Agaba   2021-12-13
Nigeria wzywa Afrykę, by szła w jej ślady w sprawie GM wspięgi wężowatej   Opoku Gakpo   2021-12-09
Małe nietoperze idą do przedszkola   Koraszewski   2021-12-06
Afrykańscy naukowcy wzywają do polityki poparcia biologii syntetycznej i innych innowacji   Agaba   2021-12-02
Uprawy GMO zredukowały zatrucia farmerów pestycydami   Maina   2021-11-27
Czy genetyka może pomóc wyeliminować nierówność?   Coyne   2021-11-26
Matematyka i prawdziwa historia katastrofy klimatycznej   Lomborg   2021-11-24
Nigeria daje zielone światło kukurydzy GMO   Conrow   2021-11-22
Ugandyjscy studenci nalegają na powszechne stosowanie biotechnologii i uchwalenie prawa o biobezpieczeństwie   Agaba   2021-11-17
Organiczny eksperyment Sri Lanki   Novella   2021-11-16
Ruanda skwapliwie przyjmuje biotechnologię poprzez ekspansję OFAB   Meeme   2021-11-12
Sprzeciw wobec anulowania Huxleya   Coyne   2021-11-05
Farmerka z Kenii zbiera obfity plon z bawełny GM   Meeme   2021-11-04
Czarni uczeni i nauka o rasizmie   Koraszewski   2021-11-03
Kłusownictwo narzuca na słonie dobór w kierunku ewolucji słoni bez ciosów   Coyne   2021-11-01
Marnujemy naszą wielką szansę na edytowanie genów   Ridely   2021-10-29
“Czarne tygrysy” w małym indyjskim rezerwacie sugerują losowy dryf genetyczny   Coyne   2021-10-26
Wytwarzanie białek w roślinach przez rolnictwo molekularne   Novella   2021-10-20
Strzelby, zarazki, maszyny to zdecydowanie antyrasistowska książka. Dlaczego lewica jej nie kocha?   Barnett   2021-10-13
Nigeryjscy farmerzy nie mogą się doczekać wystarczających ilości GM nasion wspięgi wężowatej   Gakpo   2021-10-12
Dobór płciowy versus dobór naturalny: na przykładzie chrząszczy   Coyne   2021-10-08
Edytowanie genów kluczem do ulepszenia podstawowych upraw w Afryce   Abugu   2021-10-01
Bakłażan GMO jest udokumentowaną wygraną ubogich farmerów   Conrow   2021-09-23
O Jezu, wskrzeszają mamuta!   Koraszewski   2021-09-17
Wszystkie antyizraelskie wiadomości zasługują na publikację   Bard   2021-09-04
Tożsamość etniczna i rasa   Coyne   2021-08-30
Środowiskowcy mylili się – nie stoimy przed apokalipsą owadów   Ridley   2021-08-13
Czy znaleziono najstarszy dowód na istnienie zwierzęcia? Nowa gąbko-podobna skamieniałość liczy 890 milionów lat   Coyne   2021-08-11
Psy rozumieją ludzi   Novella   2021-08-06
Nowy start nauki o życiu w epoce genu   Ridley   2021-08-05
Użycie ognia przez homininy: przykład szybkiej ewolucji kulturowej?   Coyne   2021-08-04
Historia pandemii jest historią zaprzeczania   Jackoby   2021-07-27
Nieuchwytny neuron babci   Novella   2021-07-22
Cierpienie i pytanie, czy przestaniemy jeść mięso   Koraszewski   2021-07-14
Czy nadchodzi hydroponika?   Novella   2021-07-13
Raport Unii Europejskiej o glifosacie   Novella   2021-07-10
Dlaczego ideologii nie należy mieszać z nauką   Coyne   2021-06-30
Nagonka na Izrael grasuje w stowarzyszeniach nauk ścisłych, medycyny i edukacji   Chesler   2021-06-24
Szczęśliwi pracoholicy   Witkowski   2021-06-03
Propaganda w wykonaniu nauczycieli akademickich   Chesler   2021-06-02
Ewolucja wielokomórkowości   Novella   2021-05-07
Polityczna polaryzacja jest przesadzona   Novella   2021-05-04
Wrotki były kiedyś sztandarową grupą istot bez seksu, a teraz sądzi się, że ukradkiem odstawiają szybkie numerki   Coyne   2021-04-22
Błędna historia antykolonializmu   Tupy   2021-04-21
Mayflower wyrusza w podróż raz jeszcze   Koraszewski   2021-04-19
Genetyczny przełącznik CRISPR   Novella   2021-04-16
Wielkie zdarzenie oksydacyjne   Novela   2021-04-09
Kiedy panika klimatyczna zlewa się z kulturą anulowania   Lomborg   2021-04-06
Czy wykształceni ludzie są bardziej antysemiccy?   Albert Cheng i Ian Kingsbury   2021-04-05
Nieoczekiwana historia i cudowny sukces szczepionek   Ridley   2021-03-31
Innowacja jest geograficznie zlokalizowanym i chwilowym zjawiskiem   Ridley   2021-03-29
Czy gąbki są najbliższymi krewnymi pozostałych zwierząt?   Coyne   2021-03-26
Kilka lekcji z rosyjskiej rewolucji. Jak kuszący radykalny nihilizm prowadzi do ekstremizmu   Geifman   2021-03-22
Wracamy do raju?   Łukaszewski   2021-03-18
Ślimakowi morskiemu odrasta tułów z odciętej głowy, czyli “autotomia z kleptoplastią”   Coyne   2021-03-15
Ewolucyjne korzyści udawania ofiary   Clark   2021-03-11
Ludzie i wymieranie megafauny   Novella   2021-03-10
Banany edytowane przez CRISPR   Novella   2021-03-02

« Poprzednia strona  Następna strona »
Polecane
artykuły

„Przebudzeni”


Pod sztandarem


Wielki przekret


Łamanie praw człowieka


Jason Hill


Dlaczego BIden


Korzenie kryzysu energetycznego



Obietnica



Pytanie bez odpowiedzi



Bohaterzy chińskiego narodu



Naukowcy Unii Europejskiej



Teoria Rasy



Przekupieni



Heretycki impuls



Nie klanial



Cervantes



Wojaki Chrystusa



 Palestyńskie weto



Wzmacnianie układu odpornościowego



Wykluczenie Tajwanu z WHO



Drzazgę źle się czyta



Sześć lat



Pochodzenie



Papież Franciszek



Schadenfreude



Pseudonaukowa histeria...


Panstwo etc



Biły się dwa bogi


 Forma przejściowa


Wstęga Möbiusa


Przemysł produkcji kłamstw


Jesteś tym, co czytasz,



Radykalne poglądy polityczne


Einstein



Socjologia


Listy z naszego sadu
Redaktor naczelny:   Hili
Webmaster:   Andrzej Koraszewski
Współpracownicy:   Jacek, , Malgorzata, Andrzej, Marcin, Henryk