Investigadores dirigidos por la Universidad de Bristol muestran que las primeras mandíbulas en el registro fósil quedaron atrapadas en un compromiso entre maximizar su fuerza y su velocidad.
Casi todos los vertebrados son vertebrados con mandíbula, incluidos los humanos, que evolucionaron por primera vez hace más de 400 millones de años y se distinguen por sus mandíbulas con dientes. Los humanos deben su éxito evolutivo a la evolución de las mandíbulas, lo que permitió a los animales procesar una variedad más amplia de alimentos.
Las mandíbulas evolucionaron a partir de los arcos branquiales, una serie de estructuras en los peces que sostienen sus branquias. Un nuevo estudio, publicado en la revistaAvances científicoshoy, explora cómo una estructura de respiración se convirtió en una estructura de mordida. Para ello, los investigadores de la Facultad de Ciencias de la Tierra de Bristol recopilaron datos sobre las formas de las mandíbulas fósiles durante su evolución temprana y modelos matemáticos para caracterizarlas. Estos modelos permitieron al equipopara extrapolar una amplia gama de formas de mandíbula teóricas que podrían haber sido exploradas por las primeras mandíbulas en evolución. Estas mandíbulas teóricas fueron probadas por su fuerza, la probabilidad de que se rompieran durante una mordida, y su velocidad, qué tan eficientemente podrían serabierto y cerrado Estas dos funciones están en una compensación, lo que significa que aumentar la fuerza generalmente significa disminuir la velocidad o viceversa.
La comparación de las formas de las mandíbulas reales y teóricas reveló que la evolución de las mandíbulas se ha visto restringida a formas que tienen la mayor velocidad y fuerza posibles. Específicamente, las primeras mandíbulas en el conjunto de datos eran extremadamente óptimas y algunos grupos se alejaron de este óptimo con el tiempo.Estos resultados sugieren que la evolución de la mordida fue muy rápida.
William Deakin, estudiante de doctorado en la Universidad de Bristol y autor principal, dijo: "Las mandíbulas son una característica extremadamente importante para los gnatóstomos, o bocas mandibulares. No solo están muy extendidas, sino que casi todas las criaturas que las tienen las usanellos de la misma manera: para agarrar comida y procesarla. Eso es más de lo que se puede decir de un brazo, un pie o una cola, que se pueden usar para todo tipo de cosas.
"Esto hace que las mandíbulas sean extremadamente útiles para cualquier persona que estudie la evolución de la función. Se pueden probar de manera similar mandíbulas muy diferentes de animales muy diferentes. Aquí hemos demostrado que los estudios en una gran variedad de mandíbulas, utilizando morfología teórica y paisajes adaptativos paracapturar su variedad en función, puede ayudar a arrojar algo de luz sobre cuestiones evolutivas".
Philip Donoghue, profesor de paleobiología en Bristol y coautor del estudio, dijo: "Los primeros vertebrados con mandíbula tienen mandíbulas de todas las formas y tamaños, que durante mucho tiempo se pensó que reflejaban la adaptación a diferentes funciones. Nuestro estudio muestra que la mayor parte de esta variaciónera igualmente óptimo para la fuerza y la velocidad, lo que lo convertía en temibles depredadores".
Emily Rayfield, también profesora de paleobiología en Bristol y coautora del estudio, agregó: "El nuevo software que desarrolló Will para analizar la evolución de los vertebrados con mandíbula es único. Nos permite mapear el espacio de diseño de clavesinnovaciones anatómicas, como las mandíbulas, y determinar sus propiedades funcionales. Planeamos usarlo para descubrir muchos más secretos de la historia evolutiva".
Fuente de la historia:
Materiales proporcionado por Universidad de Brístol. Nota: el contenido se puede editar por estilo y longitud.
referencia de diario:
Citar esta página:
Visita Nuevo científico for more global science stories >>>