Dezvăluirea modului în care o molușcă dispărută și-a luat carapacea ciudată

Dezvăluirea modului în care o molușcă dispărută și-a luat carapacea ciudată

Dacă ai văzut un amonit, s-ar putea să crezi că i-ai văzut pe toți. Cele mai multe dintre cele 10.000 de specii de cefalopode dispărute aveau cochilii strâns înfăşurate, cu guri politicoase de tentacule.

Intră în Nipponites mirabilis, o specie de amonit direct dintr-un tablou MC Escher. În locul designului clasic, înveliș cu cochilie de șarpe, a înlocuit ceva mult mai ridicol: o coajă contortă care se răsucește în sine, fără început sau sfârșit evident.

„Pare ca o bucată de frânghie pe care cineva a aruncat-o pe fereastră”, a spus Kathleen Ritterbush, paleoecologist la Universitatea din Utah.

„Prima dată când te uiți la asta, este doar această mizerie încurcată”, a spus Derek Moulton, matematician la Universitatea din Oxford. „Și apoi începi să te uiți cu atenție și să spui, oh, de fapt, există o regularitate acolo”.

Dr. Moulton și colegii au dezvoltat un model matematic despre care, spun ei, dezvăluie forțele care acționează asupra cochiliilor derutante ale nipponitelor și a multor alte moluște. Cercetarea a fost publicată în noiembrie în Proceedings of the National Academy of Sciences.

Modelul lor sugerează o nepotrivire între ratele de creștere ale corpului moale al moluștei și învelișul său dur, ceea ce creează forțe mecanice care răsucesc corpul, rezultând o coajă asimetrică. Modelul explică, de asemenea, modul în care alți melci își dezvoltă cojile caracteristice în spirală, au spus cercetătorii.

„Este un rezultat frumos”, a spus Katharine Long, un matematician aplicat la Texas Tech University, care nu a fost implicat în cercetare. „Acesta este cel mai simplu model care poate produce toate cele trei forme”, spune dr. Adăugat mult timp, referindu-se la spirala tradițională a unei cochilii de amonit, spirala elicoidală a unui melc și virajele șerpuitoare ale nipponitelor.

Lucrarea este cea mai recentă colaborare dintre Dr. Moulton; Alain Goriely, catedra de modelare matematică la Oxford; și Régis Chirat, cercetător la Universitatea din Lyon din Franța. Cei trei oameni de știință încearcă să înțeleagă fizica care stă la baza formării scoicilor. Ei au publicat despre scoicile spinoase ale melcilor de mare și scoicile care se întrepătrund ale stridiilor.

Într-una dintre primele întâlniri ale echipei, dr. Moulton și Dr. Goriely l-a vizitat pe Dr. Chirat la Paris și trio-ul și-au petrecut o după-amiază admirând scoicile și amoniții din Marea Galerie a Evoluției de la Muzeul Național de Istorie Naturală.

„Ca niște copii din fabrica lui Willie Wonka”, dr. spuse Goriely.

Dar nodurile niponienilor erau nedumerite.

„Nipponites a devenit o obsesie pentru mine”, dr. A spus Chirat la un apel Zoom din biroul său, care deține sute de fosile și scoici.

Moluștele își creează propriile cochilii folosind mantaua, un organ exterior cărnos. Mantaua secretă carbonat de calciu în straturi, care se întăresc în coajă. Cercetătorii au vrut să creeze un model care să surprindă interacțiunile dintre corpul moale al moluștei și coajă pe măsură ce se întărea.

Când amoniții s-au stins în urmă cu aproximativ 66 de milioane de ani, ei au lăsat puține urme din interiorul lor moale în înregistrarea fosilelor. Dar dovezile sugerează că amoniții, ca și verii lor calamari vii, erau simetrici bilateral; trasarea unei linii la mijloc ar avea ca rezultat jumătăți simetrice. Deci, cercetătorii și-au construit modelul pornind de la presupunerea că amoniții erau simetrici bilateral.

Deci, cum ar putea un corp simetric să secrete o coajă asimetrică? „Să presupunem că există o nepotrivire între modul în care crește corpul și modul în care crește învelișul”, dr. spuse Moulton. „Aceasta este întreaga premisă a modelului”.

Dacă corpul crește mai repede decât cochilia, va fi prea mare pentru carcasa lui și va genera stres mecanic care va determina corpul să se răsucească în interiorul cochiliei. Dr. Moulton a oferit o analogie: Imaginați-vă coaja de amonit ca un tub lung și dur umplut cu doi tăiței moi de piscină, care sunt mai lungi decât tubul. Pentru a scăpa de stres, tăițeii (corpul moale) se răsucesc în interiorul tubului (coaja). Pe măsură ce corpul moale se răsucește, se rotește marginea mantalei, secretând învelișul, rezultând o înveliș asimetric.

„Dacă condițiile sunt potrivite, aceste forme anormale, cum ar fi nipponiții, apar”, dr. spuse Moulton.

Prin modificarea nivelului proprietăților de nepotrivire și rigiditate ale corpului moale din model, cercetătorii au produs cochiliile bizare ale altor amoniți neortodocși, cum ar fi Didymoceras.

„Mai întâi este drept, apoi este o agrafă, apoi este o bobină de cornet de înghețată cu susul în jos, iar apoi are o formă de cârlig”, dr. spuse Ritterbush, descriind Didymoceras.

Dar există și alte întrebări lăsate fără răspuns de către model, a spus ea, inclusiv costurile biologice, beneficiile și compromisurile de a avea o astfel de înveliș asimetric.

Cercetări recente sugerează că coaja sălbatică a nipponitelor a ajutat amonitul să pirueteze încet în coloana de apă în căutarea prăzii. Kenneth De Baets, un paleobiolog la Friedrich-Alexander-Universität Erlangen-Nürnberg din Germania, care nu a fost implicat în noul studiu, a spus că este curios să vadă cum rezistă modelul pe măsură ce paleontologii descoperă mai mult țesut moale de amonit fosilizat.

„Aceste animale au fost considerate ciudate și greșeli”, dr. spuse Ritterbush. „Dar este de fapt un plan perfect executat, o spirală de echilibru.”

Dar chiar și cu aceste întrebări, dr. Ritterbush a spus că noul model subliniază cât de aparent bizare forme precum Didymoceras și Nipponites seamănă mai mult cu amoniții obișnuiți decât ar putea părea.

„Dă crezare ideii că pentru ca un animal să producă o coajă ca aceasta nu ar fi nevoie de mișcarea cerului și a pământului”, a spus ea. „Nu ar necesita un salt evolutiv incredibil de ciudat”.

Leave a Comment

Adresa ta de email nu va fi publicată.