1,720,972 research outputs found
Biology and Diversity of the Earliest Herbivores
No full textHerbivoren erfüllen eine zentrale Rolle in Ökosystemen. Daher stellt der Ursprung der Tetrapoden-Herbivorie ein Schüsselereignis für die Entwicklung moderner terrestrischer Ökosysteme dar. Obwohl terrestrische Pflanzen als Tetrapoden bereits im Mitteldevon koexistierten, entwickelten die Tetrapoden keine Skelettanpassungen für Herbivorie bis in das späte Karbon hinein, 70 Ma später. Diese Anpassungen fielen offenbar mit der Radiation der Amnioten zusammen, wohingegen keine herbivore Amphibien bekannt sind. Diese Beobachtungen weisen darauf hin, dass Schlüsselmerkmale ihren Ursprung nahe der Basis der Amniota haben. Diese Dissertation legt aus den Bereichen der Kieferosteologie und Biomechanik von paläozoischen Tetrapoden und Schildkröten Hinweise für diese Hypothese vor. Kapitel 1 und 2 sind in wissenschaftlichen Zeitschriften erschienen; Kapitel 3 ist als unveröffentlichtes Manuskript angefügt. Ich befasse mich mit der phylogenetischen Position der Diadectomorpha, die die frühesten herbivoren Tetrapoden enthält, indem wir die Osteologie von vier dazugehörigen Spezies mit 3D-Scans aktualisieren. Im Majority-Rule Consensus werden Diadectomorpha als Amnioten klassifiziert. Der zweite Teil der Dissertationsschrift schaut die Biomechanik von Kiefern an. Herbivore Schildkröten erreichen höhere Kraftübertragung als ihre nicht-herbivoren Verwandten. In Kapitel 3 messe ich Kiefer-Biomechanik und -Formdisparität von Tetrapoden des Permokarbons. Amniotenkiefer zeigen größere Disparität als die Kiefer von Nicht-Amnioten. Ab dem frühen Perm übertrifft die relative Disparität von Amnioten die von Nicht-Amnioten. Amnioten haben höhere Kiefer, längere Symphysen und höheren mechanischen Vorteil entwickelt als andere Tetrapoden. Ich diskutiere die Verschiebung des primären Atmungsmechanismus von Amnioten als ein mögliches Schlüsselmerkmal, dass durch das Auflösen von Beschränkungen der Schädelmorphologie die Entwicklung von Skelettanpassungen an die Herbivorie ermöglichte.Herbivores fulfil a key role in modern terrestrial ecosystems. The origin of herbivory in tetrapods thus marked a crucial event in the development of modern terrestrial ecosystems. Although terrestrial plants and tetrapods co-existed since the Middle Devonian, tetrapods did not develop skeletal adaptations for herbivory until the Late Carboniferous; a delay of 70 Ma. These adaptations notably coincided with the diversification of amniotes, whereas no herbivorous lissamphibians are known. These observations suggest a key trait allowing tetrapods to develop herbivory evolved near the base of Amniota. This thesis presents further evidence supporting this hypothesis using mandibular osteology, biomechanics and disparity in Palaeozoic tetrapods and turtles as modern analogue. The first two chapters are published in peer-reviewed journals; Chapter 3 is added as unsubmitted manuscript. I reassess the phylogenetic position of Diadectomorpha, the clade that includes the earliest herbivorous tetrapods, updating the mandibular osteology of four diadectomorph species using μCT-scans. The majority-rule consensus recovers diadectomorphs as amniotes. The second part of the thesis reviews jaw biomechanics and disparity. Like other tetrapod groups, herbivorous turtles achieve greater force transmission than non-herbivorous relatives. Amniote jaws are more disparate than the jaws of non-amniote tetrapods in the Palaeozoic. Relative disparity of amniotes exceeds that of other tetrapods from the early Permian. Amniotes develop deeper jaws and a longer symphysis, and a higher mechanical advantage than other tetrapods. I discuss a shift in primary mode of breathing in amniotes which relieves constraints on skull morphology, as potentially the key trait allowing for the development of skeletal adaptations to herbivory. This would explain the apparent delay in the evolution of tetrapod herbivory and its coincidence with the rise of amniotes
Utveckling av det vaskulära mönstret hos däggdjur : Användning av Synchrotron avbildning för att visualisera dolda 3D-strukturer
No full textThe morphology and histology of long bones are important tools for understanding tetrapod locomotion and growth. In mammals, the epiphyses of long bones ossify from a secondary centre of ossification. The consensus is that vascular canals are closely tied to the formation of these centres. However, the epiphyseal vascular organisation differs significantly between each major clade of mammals: Eutheria, Metatheria and Monotremata. Previous studies on the distribution of canals mainly examined 2D thinsections, which has led to inaccurate interpretations of their three-dimensionality. This study uses propagation phase-contrast X-ray microtomography to visualise the epiphyseal vascularisation of humeri from the eutherian Dasypus novemcinctus, the metatherian Didelphis marsupialis and the monotreme Tachyglossus aculeatus in 3D, to update on the known variability in extant mammals. Additionally, humeri from two stem-mammals, Galesaurus planiceps and Morganucodon sp., are included to infer the ancestral condition for Mammalia. Two types of canals are considered; piercing canals that pierce through the metaphysis, and cartilage canals that are connected to the perichondrium. Cartilage canals are reported in D. marsupialis, where these were previously thought to be absent. Traces of cartilage canals are also found in Morganucodon sp. Both fossil taxa exhibit piercing canals, as in monotremes and eutherians, although the canals are more numerous in the fossils. The distribution of cartilage canals therefore is wider than previously assumed. This new fossil data shows that both types of canals have evolved within the mammalian stem-group, thereby suggesting that the process involving both types of canals for ossifying epiphyses is relatively ancient.Ett barn som råkar ut för en olycka löper en lägre risk att bryta ett ben än en vuxen i samma situation. Detta beror på att benen hos barn ännu inte är fullständigt ossifierade, utan fortfarande delvis består av brosk, särskilt vid extremiteterna. Brosk är mindre sprött än ben och är därför flexiblare vid belastning och stötar. När benen sedan ”mognar” blir brosket i benändarna utbytta mot benvävnad. Detta stärker de större lederna, till exempel våra armbågar, knän och höftleder. Den här processen sker inte bara hos människor, utan också hos andra däggdjur. Flera andra studier har sedan tidigare visat att blodkärl i brosket är inblandade i att byta ut brosket mot ben. Mönstret i vilket dessa blodkärl uppträder varierar dock mellan de olika däggdjursgrupperna (placentadäggdjur, pungdjur och äggläggande kloakdjur). Vissa kanaler är i förbindelse med benskaftet (diafysen), medan andra är anslutna till det yttre skiktet av brosk. Tidigare har forskare studerat dessa blodkärl med hjälp av tvådimensionella tvärsnitt men eftersom organisationen av dessa blodkärl är tredimensionell saknas således viktig spatial information. Detta har i sin har lett till felaktiga tolkningar. Denna studie använder synkrotronskanning för att visualisera det tredimensionella mönstret av blodkärl i rörben från flertalet olika levande däggdjur och två utdöda djur vilka är närbesläktade med däggdjuren. För de levande däggdjuren använde vi den niobandade bältan (ett placentadäggdjur), den storörade opossumen (ett pungdjur) och det kortnäbbade myrpiggsvinet (ett kloakdjur). De två fossila benen som analyserades kommer från Morganucodon och Galesaurus (som trots namnet alltså inte är en dinosaurie). Mönstret i bältdjuren är mycket likt det hos människor. Vi har funnit flera blodkärl i brosket av opossumen, där tidigare studier hävdade att kärl saknades. Även om blodkärl i sig inte kan hittas i fossil på grund av att mjukvävnad ofta inte bevaras, indikerar hål i de beniga extremiteterna av Morganucodon att det fanns faktiska blodkärl där. I fossilen fann vi också betydligt fler kanaler som var kopplade till benskaftet än hos de levande däggdjuren. Således visar denna studie att det finns en större variation i organisationen av blodkärl i brosk än vad som tidigare har beskrivits. Kanaler i fossilen indikerar dessutom att den mekanism som utvecklar våra större leder har mycket djupa evolutionära rötter: den utvecklades redan före uppkomsten av däggdjur
- …
