브라질 화석이 밝혀낸 가장 오래된 포유류 턱관절의 상동성

Core Concepts

포유류 턱관절의 획득은 포유류 진화의 핵심 단계였지만, 이 혁신이 언제, 얼마나 자주 진화했는지에 대한 의문이 여전히 존재한다. 새로 발견된 남미의 유도된 비포유류 프로바이노그나티안 사이노돈트 화석들이 이 문제에 대한 중요한 단서를 제공한다.

Abstract

이 연구는 브라질에서 발견된 세 가지 주요 프로바이노그나티안 사이노돈트 화석의 턱관절 해부학을 마이크로 컴퓨터 단층 촬영을 통해 재구성했다. 그 결과, 포유류 형태의 턱관절이 포유류 조상군에서 두 번 독립적으로 진화했음을 발견했다.

브라시로돈은 이전 연구와 달리 턱관절에 치돌기와 관골와가 없었고, 오직 원시적인 관골-관절 관절만을 가지고 있었다. 이는 프로바이노그나티안 사이노돈트에서 턱관절이 상당한 진화적 변화를 겪었음을 시사한다. 일부 프로바이노그나티안 계통은 독립적으로 '이중' 두개하악 접촉을 획득했고, 포유류는 후기 트라이아스기에 완전히 독립적인 치돌기-관골와 관절을 발달시켰다. 따라서 전통적으로 포유류의 특징으로 여겨지던 치돌기-관골와 접촉은 여러 번 진화했으며, 이전보다 더 진화적 가변성이 있는 것으로 나타났다.

Stats

포유류 조상군에서 치돌기-관골와 접촉이 약 1700만 년 전 독립적으로 진화했다.

Quotes

"포유류 턱관절의 획득은 포유류 진화의 핵심 단계였지만, 이 혁신이 언제, 얼마나 자주 진화했는지에 대한 의문이 여전히 존재한다."
"브라시로돈은 이전 연구와 달리 턱관절에 치돌기와 관골와가 없었고, 오직 원시적인 관골-관절 관절만을 가지고 있었다."
"따라서 전통적으로 포유류의 특징으로 여겨지던 치돌기-관골와 접촉은 여러 번 진화했으며, 이전보다 더 진화적 가변성이 있는 것으로 나타났다."

Key Insights Distilled From

Brazilian fossils reveal homoplasy in the oldest mammalian jaw joint - Nature

by Jame... at www.nature.com 09-25-2024

https://www.nature.com/articles/s41586-024-07971-3

Deeper Inquiries

포유류 조상군에서 치돌기-관골와 접촉이 독립적으로 진화한 다른 사례가 있을까?

포유류 조상군에서 치돌기(치아를 지지하는 뼈)와 관골(측두골의 일부) 간의 접촉이 독립적으로 진화한 사례는 여러 가지가 있다. 특히, 이 연구에서 언급된 ictidosaur 그룹인 Riograndia와 tritheledontids는 약 1,700만 년 전에 독립적으로 치돌기-관골 접촉을 진화시킨 것으로 나타났다. 이러한 독립적인 진화는 포유류의 조상인 비포유류형 시노돈트에서 발생한 다양한 해부학적 변화와 관련이 있으며, 이는 포유류의 진화 과정에서 중요한 의미를 가진다. 또한, 다른 비포유류형 시노돈트 그룹에서도 유사한 진화적 경향이 관찰될 수 있으며, 이는 포유류의 조상에서 다양한 형태의 턱관절 구조가 존재했음을 시사한다.

이러한 상동성 진화가 포유류 진화에 어떤 영향을 미쳤을까?

상동성 진화는 포유류의 진화에 중대한 영향을 미쳤다. 치돌기-관골 접촉의 독립적 진화는 포유류의 턱관절 구조가 단순히 하나의 경로를 통해 발전한 것이 아니라, 여러 경로를 통해 다양한 형태로 진화했음을 보여준다. 이는 포유류의 생리학적 및 생태적 적응에 기여했으며, 다양한 먹이 섭취 방식과 생존 전략을 가능하게 했다. 또한, 이러한 진화적 변화는 포유류의 생리적 기능, 즉 턱의 움직임과 힘 전달 방식에 영향을 미쳐, 결국 포유류의 다양성과 생태적 지위를 확립하는 데 중요한 역할을 했다.

턱관절 진화와 관련된 다른 해부학적 변화들은 어떤 것들이 있을까?

턱관절의 진화와 관련된 해부학적 변화는 여러 가지가 있다. 첫째, 턱관절의 구조적 변화로는 치돌기와 관골 간의 접촉 방식이 있다. 초기 비포유류형 시노돈트에서는 사각형-관절 접촉이 주로 나타났으나, 포유류에서는 치돌기-관골 접촉이 더욱 발달하여 독립적인 턱관절을 형성하게 되었다. 둘째, 턱의 근육 구조와 배치도 변화하였다. 턱의 힘을 증가시키기 위해 근육의 크기와 위치가 조정되었으며, 이는 먹이 섭취 방식에 직접적인 영향을 미쳤다. 셋째, 턱관절의 운동 범위와 기계적 효율성도 향상되었으며, 이는 포유류가 다양한 환경에서 생존할 수 있는 능력을 높였다. 이러한 해부학적 변화들은 포유류의 진화적 성공에 기여한 중요한 요소들이다.