„Błona bębenkowa to cienka warstwa wywodząca się z ektodermy, endodermy i mezenchymu. Badania molekularno-genetyczne wykazały, że interakcja między komórkami nabłonkowymi i mezenchymalnymi w łukach gardłowych są niezbędne do rozwoju błony bębenkowej.
Niedawno donieśliśmy, że mechanizmy rozwojowe leżące u podstaw narządogenezy błony bębenkowej wydają się być różne u myszy i kurczaków, co sugeruje, że błona bębenkowa ewoluowała niezależnie u ssaków i owodniowców innych niż ssaki.”
BŁONY BĘBENKOWE U SSAKÓW, PTAKÓW I GADÓW NIE SĄ HOMOLOGICZNE. WYNIKI BADAŃ STAWIAJĄ NA GŁOWIE WCZEŚNIEJSZE HIPOTEZY DOTYCZĄCE EWOLUCJI UCHA ŚRODKOWEGO GADÓW I SSAKÓW❗
Do zakwestonowania wcześniejszej wizji przebiegu ewolucji przyczynili się nie tylko filogenetycy molekularni:
https://slawekp7.wordpress.com/2012/01/14/drzewo-ewolucyjne-sciete/
... ale również biolodzy rozwoju. W tym przypadku zakwestionowali pogląd, że błony bębenkowe u ssaków, ptaków i gadów są homologiczne:
https://onlinelibrary.wiley.com/doi/full/10.1111/cga.12132
„Błona bębenkowa to cienka warstwa wywodząca się z ektodermy, endodermy i mezenchymu. Badania molekularno-genetyczne wykazały, że interakcja między komórkami nabłonkowymi i mezenchymalnymi w łukach gardłowych są niezbędne do rozwoju błony bębenkowej.
Niedawno donieśliśmy, że mechanizmy rozwojowe leżące u podstaw narządogenezy błony bębenkowej wydają się być różne u myszy i kurczaków, co sugeruje, że błona bębenkowa ewoluowała niezależnie u ssaków i owodniowców innych niż ssaki.
W tym przeglądzie podsumowujemy poprzednie badania nad tworzeniem się błony bębenkowej u myszy. Omawiamy także jego powstawanie u owodniowców z ewolucyjnego punktu widzenia.
(.....)
Na podstawie badań paleontologicznych, anatomii porównawczej i genetyki molekularnej zasugerowano, że młotek i kowadło są homologiczne z elementami stawowymi górnej i dolnej szczęki, odpowiednio stawową i kwadratową u diapsydów (współczesnych gadów i ptaków).
Strzemiączko jest homologiczne z columella auris, jedyną w uchu środkowym u diapsidów. Zatem wywnioskowano, że dwie z trzech kosteczek słuchowych w uchu środkowym ssaków wywodzą się pierwotnie z górnego i dolnego elementu stawu szczękowego gadów.
Ewolucja odrębnych struktur ucha środkowego u ssaków i diapsydów stanowiła zagadkę w morfologii porównawczej (Takechi i Kuratani 2010). Dane paleontologiczne sugerują, że wspólny przodek ssaków i diapsydów, czyli wczesne owodniowce, nie miał ucha środkowego (Lombard i Bolt 1979; Laurin 1998).
Być może przykładał żuchwę do podłoża, umożliwiając przeniesienie pochodzących z niej wibracji do ucha wewnętrznego (Tumarkin 1968). Chociaż gromadzenie danych paleontologicznych i morfologicznych wzmocniło hipotezę o niezależnym pochodzeniu ucha środkowego u ssaków i diapsydów (Clack 2002a, b; Manley i Clack 2004) ponadto istnieje niewiele dowodów opartych na biologii rozwoju.
Dowody braku homologii z biologii rozwoju
Błona bębenkowa u ssaków łączy się z pierścieniem bębenkowym, który stanowi element żuchwy. Natomiast u diapsydów błona bębenkowa połączona jest z kością czworoboczną, która stanowi element górnej szczęki. Fakt, że błona bębenkowa styka się z różnymi kośćmi ssaków i diapsydów, jest znaczący, co skłania do wniosku, że błona bębenkowa nie jest między nimi homologiczna,!
Fakt ten niesie istotne implikacje w poglądach na ewolucję ucha środkowego (Gaupp 1912; Novacek 1993; Takechi i Kuratani 2010). Zbadaliśmy rozwój błony bębenkowej i odkryliśmy, że tworzy się ona w podobny sposób u myszy i kurczaków; warstwa wewnętrzna pochodzi z PP1, a EAM rozpoczyna się od brzusznej pozycji PP1 u obu gatunków.
Jednakże odkryliśmy również, że mysz z mutacją Ednra nie wykształca błony bębenkowej. Natomiast hamowanie sygnalizacji Edn1 za pomocą bozentanu, antagonisty receptora Edn, w zarodkach kurzych powoduje duplikację błony bębenkowej (Kitazawa i in. 2015).
Wyniki te skłaniają do wniosku, że powstawanie błony bębenkowej u ssaków opiera się na mechanizmach rozwojowych żuchwy. Natomiast u diapsidów szczęki górnej. Narządogeneza błony bębenkowej u ssaków i diapsydów wywodząca się z różnych prekursorów morfologicznych, przy udziale różnych zestawów genów rozwojowych mocno wspiera tezę o niezależnym pochodzeniu błony bębenkowej u ssaków i diapsydów. Tym samym ucha środkowego, u ssaków i diapsydów (Kitazawa i in. 2015).
Zgodne z tymi wynikami są inne nasze odkrycia. Ekspresja genu Gsc u diapsydów ma miejsce wokół tworzącej się kości kątowej, która jest homologiem pierścienia bębenkowego w obrębie ssaków.
Prawidłowość ta nie jest wykrywana wokół tworzącej się błony bębenkowej u kurcząt i gekonów (Paroedura picta). Obserwacje te sugerują więc, że u diapsidów gen Gsc bierze udział w tworzeniu kości kątowej, ale nie jest związany z tworzeniem błony bębenkowej. Że rozwój tej struktury wraz z wgłębieniem EAM jest związany z narządogenezą górnej szczęki u diapsydów.
Badania molekularno-genetyczne myszy i danio pręgowanego zidentyfikowały kilka genów kluczowych dla powstawania górnej szczęki (Medeiros i Crump 2012; Clouthier i in. 2013). Niektóre z nich mogą brać udział w tworzeniu EAM w zarodku kurzym.”
Na podobnej zasadzie sfalsyfikowano hipotezę rekapitulacji. Zarodki różnych grup zwierząt choć podobne na pewnym etapie stadium embrionalnego rozwijają się z różnych prekursorów morfologicznych.
Dodatkowe badania potwierdziły, że ontogeneza nie powtarza filogenezy. Tu można o tym poczytać:
https://slawekp7.wordpress.com/2021/05/07/hipoteza-rekapitulacji-mistyfikacja-ernsta-haeckla/
Polecam też:
Aspekty rozwojowe błony bębenkowej
https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC7154630/
Główne kroki i innowacje w ewolucji ucha środkowego ssaków
https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC5182415/
Wiele osób nie jest w stanie zrozumieć zawartej w polecanych tekstach argumentacji. Tym samym ocenić wagi tych odkryć. Zatem odsyłam do pełnego obrazków mojego tekstu na temat ewolucji ssaczego ucha z gadziego:
Czy ssacze ucho mogło powstać z elementów gadziej szczęki?
https://slawekp7.wordpress.com/2012/12/01/czy-ssacze-ucho-moglo-powstac-z-elementow-gadziej-szczeki/
W ramach poszerzenia horyzontów:
Kanały aktywowane naprężeniem mechanicznym (mechanoreceptory) w komórkach słuchowych (rzęsatych) – kompleks nieredukowalnie złożony
https://slawekp7.wordpress.com/2014/04/12/kanaly-aktywowane-naprezeniem-mechanicznym-mechanoreceptory-w-komorkach-sluchowych-rzesatych-kompleks-nieredukowalnie-zlozony/
Zobacz galerię zdjęć:
nauka
