Toynaklı Memelilerin Çeşitli Baş Yapıları Ortak Atadan Evrimleşmiş

Kemiksi yapılarındaki fiziksel farklılıklara rağmen toynaklı memelilerin başlarındaki temel özellikler muhtemelen ortak bir atadan evrildi.

Bir zürafanın üzerindeki küçük kemikçiklerden bir araba kadar büyüyebilen erkek geyiğin devasa boynuzlarına kadar, geviş getiren toynaklı memelilerin baş yapıları son derece çeşitli. Ancak yeni araştırma, kemiksi yapıları arasındaki fiziksel farklılıklara rağmen toynaklı memelilerin baş yapılarındaki temel özelliklerin muhtemelen ortak bir atadan evrildiğini öne sürüyor.

Baruch College’da yardımcı doçent olan Zachary Calamari, “Boynuzlar ve geyik boynuzları inanılmaz derecede çeşitli yapılar ve bilim insanları bunların evrimsel kökenlerini uzun süredir tartışıyor. Bu genomik araştırma bizi sadece evrimsel bir gizemi çözmeye yaklaştırmakla kalmıyor aynı zamanda tüm memelilerde kemiğin nasıl oluştuğunu daha iyi anlamamıza yardımcı oluyor.” diyor.

(İlgili: Günümüz Gergedanlarının Eski Akrabalarının Boynuzu Yoktu)

Günümüzde baş yapısına (headgear) sahip yaklaşık 170 modern geviş getiren toynaklı memeli türü bulunuyor. Ve fosil kayıtlarında çok daha fazlası var. Günümüzde gördüğümüz baş yapıları dört tip: geyik boynuzları, boynuzlar, ossikonlar (kemik çıkıntıları- zürafa vb. hayvanların sahip olduğu) ve çatalboynuzlar. Bu baş yapıları savunma, türün diğer üyelerini tanıma ve çiftleşme gibi çeşitli amaçlarla kullanılır. Yakın zamana kadar bilim insanları bu çeşitli kemiksi baş yapılarının her bir geviş getiren grup içinde bağımsız olarak mı yoksa ortak bir atadan mı evrildiği konusunda kesin bir yargıya sahip değildi.

Müze’nin Richard Gilder Lisansüstü Okulu’nda karşılaştırmalı biyoloji doktora öğrencisi olan Calamari, bu soruyu genomik ve bilgisayar tabanlı 3B şekil analizleri kullanarak araştırmaya başladı. Müzenin Fosil Memeliler Küratörü John Flynn ile çalışan Calamari, baş yapıları için belirli bir zamanda dokuda ifade edilen genler olan transkriptomların dizilimine odaklandı.

Araştırmaları, tüm geviş getiren hayvan başlık formlarının ortak bir atadan geldiğini ve kafatasının ön kemiklerine yakın bölge olan hayvanların ‘’alınlarından’’ çift olarak kemik çıkıntıları halinde evrimleştiği fikrini destekliyor.

Flynn, “Elde ettiğimiz sonuçlar, boynuzların başın yanlarında ve arkasında kemikleri oluşturan hücrelerden değil de yüzü oluşturan embriyonik bir hücre tabakası olan kafatası nöral krestten oluştuğuna dair daha fazla kanıt sağlıyor. Bu hücrelerin aynı zamanda geyik boynuzlarını oluşturan hücreler ile aynı olması dikkat çekici. Sığır ve geyik boynuzlarındaki gen aktiviteleri diğer kemik ve deri dokuları ile karşılaştırıldığında belirgin farklılıklar gösteriyor. Bu da bize bu etkileyici kemiksi yapıların temel özelliklerinin eski bir atadan ortak bir kökene sahip olduğu fikrini güçlü bir şekilde destekliyor.” diyor.

Calamari ve Flynn, yeni dizilenmiş sığır boynuzu gen profillerini (transkriptom) geyik boynuzu ve domuz derisi gen profilleriyle karşılaştırarak, hayvan başlıklarındaki aileye özgü farklılıkların muhtemelen ortak bir atadan miras kalan genel bir kemik yapısının ayrıntıları olarak evrimleştiğini gen profilleriyle ilk kez doğruladı.

Calamari, “Boynuz ve geyik boynuzlarının tek bir kökeni olduğunu destekleyen gen ifade kalıplarına ek olarak sonuçlarımız bu yapıların gen ifade desenlerinin diğer kemiklerden farklı şekilde düzenlenebileceğini de gösteriyor. Bu sonuçlar, boynuzlar ve geyik boynuzlarının evrimsel tarihini anlamamıza yardımcı oluyor. Ve ossikonlar ve çatalboynuz yapıları gibi diğer geviş getiren kafatası eklentilerinin de ortak bir atadan türetilmiş ayrıntılar olabileceğini öne sürebilir” diyor.

American Museum of Natural History. 20 Mayıs 2024.

Makale: Calamari, Z.T., Flynn, J.J. (2024). Gene expression supports a single origin of horns and antlers in hoofed mammals. Commun Biol 7, 509.