Похороненный ниже кожистой кожи ноги слона находится одна из недооцененных тайн анатомии. Триста лет назад хирург утверждал, что у слонов было шесть пальцев ног вместо обычных пяти, выделяя дебаты о том, была ли дополнительная цифра действительно возможна. Современные анатомы насмехались над идеей, настаивая вместо этого, что дополнительный носок был действительно просто большой глыбой хряща. Теперь исследование очков ног слона показывает, что глыба действительно превращается в кость.
Цифра не является истинным пальцем ноги — она больше походит на поддельный большой палец панды. Но это, тем не менее, помогает поддержать могущественный обхват толстокожего.
У слонов, «уникальную структуру ноги нужно ясно считать ключевыми инновациями», говорит Мэтью Викэрюс, позвоночное животное morphologist в университете Гелфа в Канаде, не вовлеченном в исследование. «Нога слона обманчиво сложна».Дополнительный большой палец гигантской панды является известным примером изобретательности развития.
Реальный большой палец животного выглядит просто остальная часть его пальцев, и вместе они формируют лапу с пятью когтями. Но кроме того, у панд есть несколько противопоставляемая цифра низко на внутреннем краю лапы, помогающей им схватить бамбук. Этот «большой палец» является действительно просто sesamoid, немного кости, как правило, формирующей внутренние сухожилия и связки, где они скрещивают суставы.
Кепка колена является одним примером sesamoid. Но у панды, sesamoid на внешней основе истинного большого пальца стал увеличенным, беря подобную цифре идентичность, помогающую животному поесть более эффективно.Джон Хатчинсон, эволюционный biomechanist в Королевском Ветеринарном Колледже в Соединенном Королевстве, задался вопросом, продолжало ли что-то подобное палец ноги слона.
Эксперт в передвижении слона, у него были в течение многих лет собранные и сохраненные ноги слона — плоть и все — от животных, умерших в зоопарках. Животные расположились в возрасте от новорожденных тем в их 50-х.
Он выполнял обследования методом компьютерной томографии (CT), использующие рентгеновские лучи для тканей изображения в частях, чтобы заставить 3D картины их и другие исследования понимать, как ноги работали, когда он заметил, что хрящевая глыба часто становилась более плотной, как кость, как каждый слон в возрасте. Глыба могла быть 15 сантиметров длиной и 6 сантиметров шириной, и действительно казалось, что это могло работать как палец ноги, говорит он. Это находится в той же позиции большого пальца панды, но это включено в мягкую ткань, названную скоплением жировой ткани.
Хотя они не видимы, реальные пальцы ног слона ориентированы несколько вертикально, так, чтобы животное фактически шло на цыпочках с запястьем и пяткой от земли. На первый взгляд дополнительный палец ноги, кажется, слишком высок от земли, чтобы иметь вес или сделать много хорошего.
Но путем помещения некоторых собранных ног слона в устройстве, заставившем его казаться, как будто нога поддерживала вес и отображение слона их с дополнительными снимками компьютерной томографии, Хатчинсон и его коллеги показали, что поддельный палец ноги также действует для поддержки веса, как они сообщают онлайн сегодня в Науке. «Дополнительные цифры действительно меняют положение и входят в контакт с землей», говорят Элизабет Брэйнерд, функциональный morphologist в Университете Брауна, не вовлеченном в исследование.Для отслеживания развития дополнительного пальца ноги Хатчинсон и коллеги выполнили снимки компьютерной томографии на ногах подобных тапиру разновидностей, представляющих самых ранних подобных слону млекопитающих и на более свежих окаменелостях слона. Они не нашли доказательств дополнительного пальца ноги в окаменелостях на 50 миллионов лет, которые, казалось, шли страдающие плоскостопием, не оставляя комнаты для шестой тонны нефтяного эквивалента.
Те животные, вероятно, провели большую часть своего времени в воде. Но 40 миллионов лет назад, более свежие окаменелости имели контрольные знаки этой шестой тонны нефтяного эквивалента.
В то время слоны становились более крупными и становились более наземными. Их ноги изменялись для лучше поддержки их веса с расширением скоплений жировой ткани.Несмотря на то, что дополнительные пальцы и пальцы ног иногда возникают как генетические аномалии и даже распространены в определенных породах кошки (условие, известное как полидактилия), Хатчинсон думает, что для sesamoid кости было легче быть принятым на работу на дополнительную поддержку, чем для истинной шестой тонны нефтяного эквивалента для развития у слонов. Создание шестой тонны нефтяного эквивалента потребовало бы обновления сложной программы развития, приводящей к формированию ноги, объясняет он.
sesamoid кость пригодилась для слона, отмечает Викэрюса. «Гигантские формы органа требуют, чтобы инновационная адаптация справилась со значительными увеличениями массы тела». Исследователи занимаются расследованиями, были ли у других очень больших животных, таких как динозавры завропода, подобные инновации.
Много ученых думают, что исследование анатомии проходит свое начало. Но это не верно, говорят Марсело Санчес, эволюционный morphologist в Цюрихском университете в Швейцарии. «Даже животные, столь ‘известные’, как слоны могут быть предметом захватывающих, новых открытий, исследование которых обеспечивает главное понимание развития».