Təkamülçü bioloqlar biologiyada davamlı bir suala cavab vermək üçün müasir göyərçinlərin PET skanlarını və dinozavr qalıqlarının tədqiqatlarını birləşdirdiklərini bildirirlər: Quşların beyinləri uça bilmək üçün necə təkamül keçirdi?
Bir quş - illüstrativ şəkil. Şəkil krediti: pixabay (Pulsuz Pixabay lisenziyası)
Cavab bəzi fosil onurğalılarda beyincik ölçüsündə adaptiv artım kimi görünür. Serebellum quş beyninin arxa hissəsində hərəkət və motor nəzarətindən məsul olan bir bölgədir.
Araşdırmanın nəticələri jurnalda dərc olunur Kral Cəmiyyətinin B materialları.
"Biz aşkar etdik ki, quşlar istirahətdən uçuşa keçərkən beyincikdəki dövrələr beynin digər hissələrinə nisbətən daha çox aktivləşir" dedi tədqiqatın həmmüəllifi. Paul Gignac, Arizona Universitetində dosent Tibb Kolleci - Tucson, neyroanatomiya və təkamülü öyrənmək. O, həmçinin Amerika Təbiət Tarixi Muzeyinin elmi işçisidir.
Gignac, "Daha sonra serebellumun nə vaxt böyüdüyünü izləmək üçün dinozavr və quş fosillərində bu bölgəyə uyğun gələn kəllə sümüyünə baxdıq" dedi. "İlk genişlənmə nəbzi dinozavrlar qanad almadan əvvəl baş verdi, bu da quşların uçuşunun qədim və yaxşı qorunmuş sinir relelərindən istifadə etdiyini, lakin bənzərsiz yüksək fəaliyyət səviyyələrinə sahib olduğunu göstərir."
Elm adamları uzun müddətdir ki, beyincik quşların uçuşunda vacib olduğunu düşünürdülər, lakin onların birbaşa sübutu yox idi. Dəyərini müəyyən etmək üçün yeni tədqiqat adi göyərçinlərin müasir PET skan görüntüləmə məlumatlarını fosil qeydləri ilə birləşdirdi, uçuş zamanı quşların beyin bölgələrini və qədim dinozavrların beyin kasalarını araşdırdı. PET taramaları orqan və toxumaların necə işlədiyini göstərir.
Johns Hopkins Universiteti Tibb Məktəbindən aparıcı müəllif Amy Balanoff "Onurğalılar arasında güclü uçuş təkamül tarixində nadir hadisədir" dedi.
Əslində, yalnız üç qrup onurğalılar və ya onurğalı heyvanlar uçmaq üçün təkamül etdi: nəsli kəsilmiş pterozavrlar - 65 milyon il əvvəl başa çatan Mezozoy dövründə səmanın dəhşətləri - yarasalar və quşlar, Balanoff dedi. Üç uçan qrup təkamül ağacında yaxından əlaqəli deyil və hər üçünün uçuşunu təmin edən əsas amillər aydın deyil.
Uzun yuxarı ətraflar, müəyyən növ lələklər, rasional bədən və digər xüsusiyyətlər kimi uçuş üçün zahiri fiziki uyğunlaşmalarla yanaşı, komanda uçuşa hazır beyin yaradan xüsusiyyətləri tapmaq üçün araşdırmalar hazırladı.
Bunu etmək üçün komandaya Nyu Yorkdakı Stony Brook Universitetinin biotibbi mühəndisləri daxil olub, müasir göyərçinlərin uçuşdan əvvəl və sonra beyin fəaliyyətini müqayisə ediblər.
Tədqiqatçılar quş istirahətdə olanda və bir perchdən digərinə 26 dəqiqə uçduqdan dərhal sonra beynin 10 bölgəsindəki fəaliyyəti müqayisə etmək üçün PET skanları həyata keçirdilər. Onlar müxtəlif günlərdə səkkiz quşu skan ediblər. PET skanları qlükozaya bənzər bir birləşmədən istifadə edir və bu birləşmənin beyin hüceyrələri tərəfindən ən çox udulduğu yerə qədər izlənilə bilər ki, bu da artan enerji istifadəsini və beləliklə, aktivliyi göstərir. İzləyici bir-iki gün ərzində pisləşir və bədəndən xaric olur.
26 bölgədən bir bölgədə - beyincikdə - səkkiz quşun hamısında istirahət və uçuş arasında aktivlik səviyyələrində statistik əhəmiyyətli artımlar olmuşdur. Ümumiyyətlə, beyincikdə fəaliyyət artımı səviyyəsi beynin digər sahələri ilə müqayisədə əhəmiyyətli dərəcədə fərqlənir.
Tədqiqatçılar həmçinin optik axın yolları adlanan, gözün tor qişasını beyinciklə birləşdirən beyin hüceyrələri şəbəkəsində artan beyin fəaliyyətini aşkar ediblər. Bu yollar vizual sahədə hərəkəti emal edir.
Balanoff, komandanın beyincik və optik axın yollarında aktivliyin artması ilə bağlı tapıntılarının heç də təəccüblü olmadığını, çünki sahələrin uçuşda rol oynadığına inanıldığını söylədi.
Onların araşdırmalarında yeni olan, müasir quşlarda uçuşa imkan verən beyinlərin beyincik tapıntılarını quşa bənzər dinozavrların beyinlərinin güclü uçuş üçün beyin şəraitini necə inkişaf etdirməyə başladığını göstərən fosil qeydləri ilə əlaqələndirmək idi.
Bunun üçün komanda, doldurulduqda beyni xatırladan dinozavr kəllələrinin daxili məkanının endocasts və ya qəliblərinin rəqəmsal verilənlər bazasından istifadə edib.
Daha sonra onlar maniraptoran dinozavrlarının bəzi erkən növlərinə qədər beyincik həcminin əhəmiyyətli dərəcədə artdığını müəyyən etdilər və izlədilər ki, bu da qədim quş qohumları arasında güclü uçuşun ilk görünüşündən əvvəl, o cümlədən Archaeopteryx, qanadlı dinozavr.
Balanoffun rəhbərlik etdiyi tədqiqatçılar həmçinin endokastlarda erkən maniraptoranların beyinciklərində toxuma qatlanmasının artmasına dair sübutlar tapdılar ki, bu da beyin mürəkkəbliyinin artmasının göstəricisidir.
Tədqiqatçılar xəbərdarlıq etdilər ki, bunlar ilkin tapıntılardır və motorlu uçuş zamanı beyin fəaliyyətindəki dəyişikliklər, sürüşmə kimi digər davranışlar zamanı da baş verə bilər. Onlar həmçinin qeyd edirlər ki, onların sınaqları maneəsiz və asan uçuş yolu ilə birbaşa uçuşu əhatə edir və mürəkkəb uçuş manevrləri zamanı beyinin digər bölgələri daha aktiv ola bilər.
Tədqiqat qrupu beyincikdə uçuşa hazır beyni və bu strukturlar arasında sinir əlaqələrini təmin edən dəqiq sahələrin yanında planlar qurur.
Johns Hopkins Universiteti Tibb Məktəbindən həmmüəllif Qabriel Bever bildirib ki, təkamül tarixi boyunca beynin niyə böyüdüyünə dair elmi nəzəriyyələr arasında yeni və fərqli mənzərələri keçmək, uçuş və digər lokomotiv üslublar üçün zəmin yaratmaq ehtiyacı var.
Digər tədqiqat müəllifləri arasında Amerika Təbiət Tarixi Muzeyindən Elizabeth Ferrer və Samuel Merritt Universiteti; Stony Brook Universitetindən Lemise Saleh və Paul Vaska; M. Eugenia Gold, Amerika Təbiət Tarixi Muzeyi və Suffolk Universiteti; İsas Maruqán-LobMadrid Muxtar Universitetinin ón; Amerika Təbiət Tarixi Muzeyindən Mark Norell; Weill Cornell Tibb Kollecindən David Ouellette; Pensilvaniya Universitetindən Michael Salerno; Amerika Təbiət Tarixi Muzeyindən Akinobu Vatanabe, Nyu York Texnologiya İnstitutu Osteopatik Tibb Kolleci və London Təbiət Tarixi Muzeyi; və Nyu York Proton Mərkəzindən Shouyi Wei.
Bu tədqiqat Milli Elm Fondu tərəfindən maliyyələşdirilib.
Mənbə: Arizona Universiteti
