ฟอสซิลงูขาหลังที่พบในอาร์เจนตินา เปลี่ยนแปลงลำดับเวลาวิวัฒนาการ

ฟอสซิลงูอายุประมาณ 100 ล้านปี ค้นพบในภูมิภาคปาตาโกเนียของอาร์เจนตินา กำลังให้ข้อมูลที่ไม่เคยมีมาก่อนเกี่ยวกับการเปลี่ยนแปลงทางวิวัฒนาการของสัตว์เลื้อยคลานเหล่านี้ ตัวอย่างที่มีชื่อทางวิทยาศาสตร์ว่า Najash rionegrina มีคุณสมบัติในการรักษากะโหลกศีรษะไว้เป็นพิเศษ และยังคงมีขาหลังที่ยังอยู่ในสภาพสมบูรณ์ การค้นพบนี้ท้าทายแนวคิดโบราณทางชีววิทยา การค้นพบนี้แสดงให้เห็นว่าการสูญเสียแขนขาส่วนล่างเกิดขึ้นช้ากว่าที่วิทยาศาสตร์คาดการณ์ไว้ก่อนหน้านี้มาก

นักวิจัยจากมหาวิทยาลัยอัลเบอร์ตา ประเทศแคนาดา ทำงานร่วมกับสถาบันในอาร์เจนตินาเพื่อวิเคราะห์ซากฟอสซิล ทีมงานใช้เทคโนโลยีการสแกนความละเอียดสูงเพื่อมองเข้าไปภายในหินโดยไม่สร้างความเสียหายให้กับวัสดุทางประวัติศาสตร์ ผลการวิจัยระบุว่างูตัวแรกบนโลกมีลำตัวที่แข็งแรงและมีปากที่ใหญ่ การศึกษานี้เปลี่ยนการรับรู้เกี่ยวกับถิ่นที่อยู่และพฤติกรรมการกินอาหารของบรรพบุรุษของสัตว์เหล่านี้ในช่วงยุคครีเทเชียส

เทคโนโลยีเอกซเรย์รักษาวัสดุและเผยให้เห็นกายวิภาค

การประยุกต์ใช้การตรวจเอกซเรย์คอมพิวเตอร์ด้วยไมโครคอมพิวเตอร์เป็นพื้นฐานของความสำเร็จของการวิจัยทางบรรพชีวินวิทยา วิธีการดังกล่าวทำให้นักวิทยาศาสตร์สามารถสร้างแบบจำลองสามมิติของโครงสร้างภายในของฟอสซิลได้ หินห่อหุ้มส่วนที่บอบบางของกะโหลกศีรษะไว้ การสกัดด้วยเครื่องจักรแบบดั้งเดิมสามารถทำลายชิ้นส่วนที่จำเป็นสำหรับการทำความเข้าใจกายวิภาคของสัตว์ได้ เทคโนโลยีเอ็กซ์เรย์สามารถหลีกเลี่ยงปัญหานี้ได้ นักวิจัยสามารถเห็นภาพเส้นทางประสาท หลอดเลือด และการเคลื่อนตัวของกระดูกในศีรษะได้แม่นยำ

ในระหว่างการวิเคราะห์ภาพที่สร้างโดยคอมพิวเตอร์ ทีมงานสังเกตเห็นว่ามีกระดูกคออยู่ โครงสร้างนี้ทำหน้าที่เหมือนโหนกแก้มในสัตว์มีกระดูกสันหลัง งูสมัยใหม่ไม่มีกระดูกนี้อยู่ในการก่อตัวของกะโหลก การปรากฏตัวของจูกัลใน Rionegrina Najash บ่งบอกว่าโครงสร้างของศีรษะของสัตว์เลื้อยคลานเหล่านี้ได้รับการทำให้ง่ายขึ้นตลอดหลายล้านปี กะโหลกโบราณนั้นแข็งแกร่งกว่าและคล้ายกับของกิ้งก่าบก

การเก็บรักษากะโหลกศีรษะสามมิติให้คำตอบสำหรับความลึกลับที่มีอายุมากกว่าหนึ่งศตวรรษครึ่ง นับตั้งแต่การศึกษาเชิงวิวัฒนาการครั้งแรก การเปลี่ยนแปลงทางกายวิภาคระหว่างกิ้งก่ากับงูทำให้เกิดการถกเถียงกันอย่างเผ็ดร้อนในมหาวิทยาลัย ฟอสซิลอาร์เจนตินาเติมเต็มช่องว่างสำคัญในไทม์ไลน์นี้ มันทำหน้าที่เป็นตัวเชื่อมที่ขาดหายไปทางกายวิภาค ภาพเหล่านี้พิสูจน์ว่าการปรับตัวให้เข้ากับการคลานไม่จำเป็นต้องสูญเสียโครงสร้างกระดูกใบหน้าที่ซับซ้อนไปในทันที

ลักษณะทางกายภาพของชนิดที่พบในอาร์เจนตินา

การวิเคราะห์ฟอสซิลโดยละเอียดเผยให้เห็นคุณลักษณะที่ทำให้สปีชีส์นี้อยู่ห่างจากแบบจำลองทางทฤษฎีก่อนหน้านี้ โครงสร้างร่างกายของงูยุคก่อนประวัติศาสตร์แสดงให้เห็นถึงการปรับตัวโดยเฉพาะสำหรับการล่าสัตว์ในสภาพแวดล้อมบนพื้นผิว สัตว์ดังกล่าวไม่มีข้อจำกัดทางกายภาพที่เกี่ยวข้องกับสิ่งมีชีวิตใต้ดินอย่างเคร่งครัด

ข้อมูลที่รวบรวมโดยนักวิทยาศาสตร์เน้นประเด็นสำคัญเกี่ยวกับสัณฐานวิทยาของสัตว์เลื้อยคลาน:

• กะโหลกศีรษะมีข้อต่อที่แข็งแรงและมีปากที่เปิดกว้างเพื่อจับเหยื่อที่มีขนาดใหญ่กว่า
• ขาหลังทำงานได้และรักษาประโยชน์ทางชีวกลศาสตร์ไว้เป็นเวลานาน
• การไม่มีขาหน้าเป็นการยืนยันว่าการลดแขนขาเริ่มต้นที่ด้านหน้าของร่างกาย
• โครงสร้างของกระดูกสันหลังบ่งบอกถึงความคล่องตัวในการเคลื่อนไหวบนพื้นที่มั่นคงและไม่เรียบ
• กระดูกขากรรไกรเชื่อมต่อกับขากรรไกรบน เพื่อเพิ่มแรงในการกัด

ลักษณะทางกายวิภาคเหล่านี้แสดงให้เห็นถึงนักล่าที่มีประสิทธิภาพซึ่งปรับให้เข้ากับระบบนิเวศได้ดี การปรากฏตัวของขาหลังไม่ได้เป็นเพียงร่องรอยที่ไร้ประโยชน์เท่านั้น แขนขาช่วยให้ร่างกายทรงตัวระหว่างการเคลื่อนไหวและอาจเป็นไปได้ในช่วงผสมพันธุ์ วิวัฒนาการทำให้สัตว์ใช้ประโยชน์จากการคลานโดยไม่ต้องละทิ้งเครื่องมือทางกายภาพแบบโบราณ

จุดสิ้นสุดของทฤษฎีคนตาบอดและบรรพบุรุษใต้ดิน

เป็นเวลาหลายทศวรรษแล้วที่ชุมชนวิทยาศาสตร์พยายามตั้งสมมติฐานว่างูวิวัฒนาการมาจากกิ้งก่าตาบอดตัวเล็กที่อาศัยอยู่ใต้ดิน ทฤษฎีนี้มีพื้นฐานมาจากกายวิภาคของงูตาบอดบางสายพันธุ์ในปัจจุบัน ซึ่งมีกะโหลกและปากเล็กๆ หลอมรวมกัน ฟอสซิล Patagonian รื้อการเล่าเรื่องนี้ Rionegrina Najash มีดวงตาที่ได้รับการพัฒนามาอย่างดีและมีโครงสร้างปากที่ออกแบบมาเพื่อกลืนสัตว์ที่มีขนาดใหญ่มาก

นักวิจัย Fernando Garberoglio ผู้เขียนหลักของการศึกษาที่ตีพิมพ์ในปี 2019 เน้นย้ำถึงความสำคัญของการค้นพบชีววิทยาวิวัฒนาการ งานนี้ดำเนินการโดยความร่วมมือกับศาสตราจารย์ Michael Caldwell จากมหาวิทยาลัยอัลเบอร์ตา การวิจัยร่วมกันพบว่าบรรพบุรุษของงูสมัยใหม่เป็นสิ่งมีชีวิตบนพื้นผิว พวกเขาอาศัยอยู่ในที่ราบและป่าไม้และล่าสัตว์ในแสงแดด การปรับตัวให้เข้ากับชีวิตใต้ดินเกิดขึ้นมากในภายหลังในเชื้อสายของบางสายพันธุ์โดยเฉพาะ

การตีพิมพ์ผลลัพธ์ในวารสารวิทยาศาสตร์ Science Advances มีผลกระทบอย่างมากต่อแผนกสัตววิทยา บทความนี้ให้รายละเอียดว่าเชื้อสาย Najash อยู่รอดมาหลายสิบล้านปีด้วยกายวิภาคศาสตร์ลูกผสมได้อย่างไร ความสำเร็จทางนิเวศวิทยาของสายพันธุ์นี้พิสูจน์ให้เห็นว่ารูปร่างที่ยาวและมีขาหลังนั้นมีประโยชน์ใช้สอยอย่างมาก ธรรมชาติไม่ได้กำจัดแขนขาอย่างรวดเร็ว การเปลี่ยนแปลงนี้เป็นกระบวนการปรับให้เข้ากับแรงกดดันด้านสิ่งแวดล้อมในช่วงเวลานั้น

การก่อตัวของ Candeleros และบันทึกทางธรณีวิทยาของ Patagonia

ตำแหน่งของการค้นพบเพิ่มความเกี่ยวข้องเพิ่มเติมอีกชั้นหนึ่งให้กับการศึกษาเกี่ยวกับบรรพชีวินวิทยา การก่อตัวของ Candeleros ตั้งอยู่ในจังหวัด Río Negro เป็นหนึ่งในสถานที่ทางธรณีวิทยาที่ร่ำรวยที่สุดในอเมริกาใต้ พื้นที่นี้ยังคงรักษาตะกอนจากปลายยุคครีเทเชียสตอนต้น สภาพแวดล้อมในขณะนั้นมีลักษณะเฉพาะคือที่ราบน้ำท่วมถึงและทะเลทรายโบราณ สภาพภูมิอากาศและธรณีวิทยาเอื้อต่อการเกิดฟอสซิลสัตว์ที่เสียชีวิตในภูมิภาคอย่างรวดเร็ว

การอนุรักษ์โครงกระดูกงูที่ประกบเป็นเหตุการณ์ที่หาได้ยากมากในวิชาบรรพชีวินวิทยา กระดูกของสัตว์เหล่านี้มีน้ำหนักเบาและเปราะบาง โดยทั่วไปซากศพจะกระจัดกระจายโดยผู้ล่าหรือถูกทำลายโดยสภาพอากาศก่อนที่กระบวนการกลายเป็นฟอสซิลจะเริ่มขึ้น ตัวอย่างของ Najash rionegrina ถูกตะกอนละเอียดปกคลุมเกือบจะในทันทีหลังความตาย การฝังศพอย่างรวดเร็วช่วยปกป้องโครงสร้างสามมิติของกะโหลกศีรษะ และรักษากระดูกขาหลังให้อยู่ในตำแหน่งเดิม

งานภาคสนามในอาร์เจนตินายังคงเผยให้เห็นชิ้นส่วนสำคัญของปริศนาวิวัฒนาการของสัตว์มีกระดูกสันหลัง สถาบันของแคนาดาและอเมริกาใต้ยังคงรักษาความร่วมมืออย่างแข็งขันในการสำรวจโขดหินของภูมิภาค การสำรวจใหม่แต่ละครั้งจะค้นหาชิ้นส่วนที่สามารถระบุรายละเอียดเพิ่มเติมเกี่ยวกับสัตว์ในยุคครีเทเชียสได้ การศึกษาของ Najash rionegrina ได้สร้างมาตรฐานใหม่แห่งความเป็นเลิศสำหรับการวิจัยสัตว์เลื้อยคลานโบราณ การทำความเข้าใจว่างูมีรูปร่างปัจจุบันได้อย่างไรช่วยให้วิทยาศาสตร์สามารถกำหนดความสามารถในการปรับตัวของสิ่งมีชีวิตบนโลกได้