Новости

Nov 25, 2023

Онтогенетическая изменчивость черепа Stenopterygius Quadriscissus с акцентом на пренатальное развитие

Научные отчеты, том 12,

Том 12 научных отчетов, номер статьи: 1707 (2022) Цитировать эту статью

3220 Доступов

3 цитаты

19 Альтметрика

Подробности о метриках

Наличие большого размера выборки различных стадий онтогенеза делает Stenopterygius Quadriscissus хорошей моделью для изучения онтогенетических изменений ископаемых зауропсидов. Мы качественно исследовали пре- и постнатальные онтогенетические изменения черепа S. Quadriscissus. Последовательность пренатального окостенения аналогична последовательности других диапсид, демонстрируя задержку хондрокраниального окостенения по сравнению с дерматокранием. В дерматокраниуме окологлазничная область более окостеневает на ранних стадиях развития по сравнению с другими элементами, особенно с элементами крыши черепа, где окостенение сравнительно слабее на внутриутробных стадиях. В перинатальном периоде все краниальные элементы окостенели, а многие косыно-ступенчатые суставы уже закрыты. Мы предлагаем четыре пренатальные и три постнатальные стадии S. Quadriscissus на основании относительного окостенения, размера и качественных черепных признаков, относящихся к скуловой, теменной, лобной, крыловидной и надугловой части. Это послужит основой для определения стадий онтогенеза других ихтиозавров. Более того, наши постнатальные наблюдения помогают уточнить онтогенетические признаки для филогенетических исследований. Наконец, мы заметили, что антимерные швы средней линии крыши черепа открыты перинатально и что сращение средней линии появляется только на взрослой стадии. Мы предполагаем, что свободное соединение средней линии функционирует как родничок, ограничивая потенциальный ущерб во время рождения.

Онтогенез является основным фактором, контролирующим оссификацию и морфологию. У вымерших диапсид малочисленность экземпляров большинства таксонов затрудняет оценку онтогенетической изменчивости. Однако онтогенетическая оценка необходима для понимания палеобиологии и уточнения филогенетических признаков. Некоторые виды сохраняют широкий спектр онтогенетических стадий, что делает их ключевыми в изучении эволюции развития вымерших клад. Одним из них является мелкотазовый ихтиозавр Stenopterygius Quadriscissus. Как и все ихтиозавры, S. Quadriscissus является живородящим, и было обнаружено множество беременных особей этого таксона, что позволяет нам изучить его внутриутробное развитие. В исследованиях изучалась онтогенетическая аллометрия между основными областями тела1 и очевидное уменьшение высоты коронки зуба в онтогенезе и последующий функциональный адентулизм2, что коррелировало с трофическими различиями между молодыми и взрослыми особями3. Наконец, онтогенетические вариации этого вида были качественно оценены в черепной коробке и конечностях, включая оссификацию и интеграцию4,5,6,7,8. Существенные различия в передней конечности у молоди и взрослых особей S. Quadriscissus наблюдаются по форме проксимальной суставной поверхности плечевой кости, текстуре поверхности плечевой кости, преобладанию выемчатости элементов переднего края конечности и закрытие швов между отдельными элементами конечностей4. Также были описаны проксимально-дистальный градиент окостенения в передних и задних конечностях, а также раннее окостенение в элементах пояса, при этом оссификация обоих поясов предшествует конечностям, а оссификация грудного пояса предшествует тазовому поясу6. В черепной коробке заметные онтогенетические изменения наблюдались, например, в размере и форме базиокципитального выступа, морфологии и относительном размере отверстия для внутренней сонной артерии на парабазисфеноиде и ширине отпечатка полукружных каналов на проотическом5. В этом исследовании мы дополняем современные знания об онтогенетических вариациях S. Quadriscissus, описывая изменения в морфологии дермального черепа, суставного и подъязычного аппарата. Кроме того, мы предлагаем 4 пренатальные и 3 постнатальные стадии онтогенеза на основе краниальной оссификации. Мы сравниваем морфологию с онтогенезом родственных таксонов и обсуждаем, являются ли признаки, основанные на обсуждаемых элементах, используемых в настоящее время в филогенетическом анализе, онтогенетически изменчивыми у S. Quadriscissus. Это улучшает знания об остеологическом развитии Stenopterygius и уточняет наше понимание изменчивости остеологических признаков, используемых в кладистическом анализе ихтиозавроморфов. Мы также предлагаем терминологию онтогенетических стадий неоихтиозаврии как пренатальной, так и постнатальной, основанную на онтогенетической изменчивости черепа S. Quadriscissus.