Sprawling versus parasagittal stance in multituberculate mammals

• Autorzy: Gambaryan P P , Kielan-Jaworowska Z

Warianty tytułu

PL

Odwiedzione czy przystrzalkowe ustawienie konczyn multituberkulatow

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

Celem pracy było przetestowanie dwóch hipotez dotyczących położenia kończyn i sposobu poruszania się wymarłej grupy ssaków- multituberkulatów (wieloguzkowców). Kielan-Jaworowska & Gambaryan (1994) opisali dobrze zachowane szkielety multituberkulatów z osadów późnokredowych Mongolii, zrekonstruowali ich umięśnienie i wyciągneli wniosek, że kończyny multituberkulatów były skierowane na boki (odwiedzione), tak jak u współczesnych gadów i stekowców. Wniosek ten opierał się głównie na analizie budowy kończyn tylnych, w których poprzeczna oś kości piszczelowej jest dłuższa niż podłużna, tak jak u czworonogów o kończynach odwiedzionych, gdy w przypadku kończyn parasagitalnych, dłuższa jest oś podłużna. Drugim argumentem było skierowanie osi stopy nie równolegle do płaszczyzny podłużnej ciała i osi kości piętowej, lecz odwiedzenie jej o 30º od osi kości piętowej, gdy u ssaków o kończynach parasagitalnych oś stopy leży w przedłużeniu osi kości piętowej. Długie wyrostki ościste i poprzeczne kręgów lędźwiowych wskazywały na przystosowanie multituberkulatów do poruszania się asymetrycznymi skokami. Kompletne kości ramienne zachowane u paleoceńskiego multituberkulata z Chin wykazywały skręcenie proksymalnych i dystalnych odcinków w stosunku do siebie, jak u wiekszości czworonogów o odwiedzionych kończynach. Sereno & McKenna (1995) opisali kość ramienną i część szkieletu barkowego multituberkulata z późnej kredy Mongolii. Kość ta nie wykazuje skręcenia, charakterystycznego dla stekowców i współczesnych gadów, w związku z czym autorzy wyciągnęli wniosek, że multituberkulaty miały kończyny parasagitalne (ustawione przystrzałkowo), tak jak współczesne ssaki właściwe, poruszały się podobnie jak oposy, oraz że parasagitalność powstała w ewolucji ssaków tylko raz u wspólnych przodków multituberkulatów i ssaków właściwych. W pracy niniejszej przetestowano obie hipotezyw oparciu o porównania anatomiczne oraz rekonstrukcję ruchów kończyn przednich multituberkulatów. Wykazano że brak skręcenia kości ramiennej nie świadczy o parasagitalności, ponieważ nie skręcona kość ramienna występuje również u form z odwiedzionymi kończynami, np. u żab, oraz u licznych grzebiących ssaków łożyskowych, u których nastąpiło wtórne odwiedzenie kończyn. Porównując budowę stawu barkowego, kości ramiennej i stawu łokciowego czworonogów lądowych, ustalono listę cech kości ramiennej, które występują u czworonogów o pierwotnie odwiedzionych kończynach i wykazano że wszystkie te cechy wystgpują u multituberkulatów, Są to: brak bloczka na kości ramiennej i obecność wypukłych kłykci promieniowego i łokciowego, szeroka bruzda międzyguzkowa, oraz guzek mniejszy kości ramiennej szerszy niż guzek większy. Przeprowadzono też rekonstrukcję ruchów kończyn przednich multituberkulatów i wykazano, że zakres ruchów zginania i prostowania w stawie barkowym był mniejszy niż u oposa, natomiast kość ramienna mogła bardziej niż u oposa wyciągać się ku przodowi i w dół, tak jak to występuje u ssaków podczas skoków. Odrzucono więc przypuszczenie Sereno i McKenny, że multituberkulaty poruszały się podobnie jak współczene oposy. Wyciągnięto wniosek że budowa kończyn przednich (tak jak i tylnych) multituberkulatów wskazuje na odwiedzione położenie kończyn i udział skoków w ich lokomocji. Brak nawet zaczątkowego bloczka na kości ramiennej u wszystkich znanych multituberkulatów wskazuje, że nie powstała u nich parasagitalność. Parasagitalność w ewolucji ssaków powstała tylko u ssaków właściwych (Theria). Chociaż multituberkulaty i ssaki właściwe wykazują wiele cech wskazujących na ich pokrewieństwo (np. przebieg naczyń krwionośnych głowy, budowa kostek słuchowych itd.), położenie ich kończyn nie potwierdza hipotezy, że są to grupy siostrzane.

PL

Celem pracy było przetestowanie dwóch hipotez dotyczących położenia kończyn i sposobu poruszania się wymarłej grupy ssaków- multituberkulatów (wieloguzkowców). Kielan-Jaworowska & Gambaryan (1994) opisali dobrze zachowane szkielety multituberkulatów z osadów późnokredowych Mongolii, zrekonstruowali ich umięśnienie i wyciągneli wniosek, że kończyny multituberkulatów były skierowane na boki (odwiedzione), tak jak u współczesnych gadów i stekowców. Wniosek ten opierał się głównie na analizie budowy kończyn tylnych, w których poprzeczna oś kości piszczelowej jest dłuższa niż podłużna, tak jak u czworonogów o kończynach odwiedzionych, gdy w przypadku kończyn parasagitalnych, dłuższa jest oś podłużna. Drugim argumentem było skierowanie osi stopy nie równolegle do płaszczyzny podłużnej ciała i osi kości piętowej, lecz odwiedzenie jej o 30º od osi kości piętowej, gdy u ssaków o kończynach parasagitalnych oś stopy leży w przedłużeniu osi kości piętowej. Długie wyrostki ościste i poprzeczne kręgów lędźwiowych wskazywały na przystosowanie multituberkulatów do poruszania się asymetrycznymi skokami. Kompletne kości ramienne zachowane u paleoceńskiego multituberkulata z Chin wykazywały skręcenie proksymalnych i dystalnych odcinków w stosunku do siebie, jak u wiekszości czworonogów o odwiedzionych kończynach. Sereno & McKenna (1995) opisali kość ramienną i część szkieletu barkowego multituberkulata z późnej kredy Mongolii. Kość ta nie wykazuje skręcenia, charakterystycznego dla stekowców i współczesnych gadów, w związku z czym autorzy wyciągnęli wniosek, że multituberkulaty miały kończyny parasagitalne (ustawione przystrzałkowo), tak jak współczesne ssaki właściwe, poruszały się podobnie jak oposy, oraz że parasagitalność powstała w ewolucji ssaków tylko raz u wspólnych przodków multituberkulatów i ssaków właściwych. W pracy niniejszej przetestowano obie hipotezyw oparciu o porównania anatomiczne oraz rekonstrukcję ruchów kończyn przednich multituberkulatów. Wykazano że brak skręcenia kości ramiennej nie świadczy o parasagitalności, ponieważ nie skręcona kość ramienna występuje również u form z odwiedzionymi kończynami, np. u żab, oraz u licznych grzebiących ssaków łożyskowych, u których nastąpiło wtórne odwiedzenie kończyn. Porównując budowę stawu barkowego, kości ramiennej i stawu łokciowego czworonogów lądowych, ustalono listę cech kości ramiennej, które występują u czworonogów o pierwotnie odwiedzionych kończynach i wykazano że wszystkie te cechy wystgpują u multituberkulatów, Są to: brak bloczka na kości ramiennej i obecność wypukłych kłykci promieniowego i łokciowego, szeroka bruzda międzyguzkowa, oraz guzek mniejszy kości ramiennej szerszy niż guzek większy. Przeprowadzono też rekonstrukcję ruchów kończyn przednich multituberkulatów i wykazano, że zakres ruchów zginania i prostowania w stawie barkowym był mniejszy niż u oposa, natomiast kość ramienna mogła bardziej niż u oposa wyciągać się ku przodowi i w dół, tak jak to występuje u ssaków podczas skoków. Odrzucono więc przypuszczenie Sereno i McKenny, że multituberkulaty poruszały się podobnie jak współczene oposy. Wyciągnięto wniosek że budowa kończyn przednich (tak jak i tylnych) multituberkulatów wskazuje na odwiedzione położenie kończyn i udział skoków w ich lokomocji. Brak nawet zaczątkowego bloczka na kości ramiennej u wszystkich znanych multituberkulatów wskazuje, że nie powstała u nich parasagitalność. Parasagitalność w ewolucji ssaków powstała tylko u ssaków właściwych (Theria). Chociaż multituberkulaty i ssaki właściwe wykazują wiele cech wskazujących na ich pokrewieństwo (np. przebieg naczyń krwionośnych głowy, budowa kostek słuchowych itd.), położenie ich kończyn nie potwierdza hipotezy, że są to grupy siostrzane.

Słowa kluczowe

PL

ustawienie konczyn; fauna kopalna; wymieranie gatunkow; skamienialosci; ssaki; Theria; konczyny; osady poznokredowe; Mongolia; kreda; kosci; paleontologia; szkielet; multituberkulaty

• Wydawca: -
• Czasopismo: Acta Palaeontologica Polonica
• Rocznik: 1997
• Tom: 42
• Numer: 1
• Opis fizyczny: s.13-44,rys, fot.,bibliogr.

Twórcy

autor

Gambaryan P P

• Zoological Institute, Russian Academy of Sciences, Russian Academy of Sciences, Universitetskaya naberezhnaya 1, 199164 St.Petersburg, Russia

autor

Kielan-Jaworowska Z

• Instytut Paleobiologii, PAN, ul. Twarda 51/55, PL-00-114 Warszawa, Poland.

Bibliografia

• Dashzeveg, D., Novacek, M.J., Norell, M.A., Clark, J.M., Chiappe, L.M. Davidson, A., McKenna, M., Dingus, L., Swiher, C., & Perle, A. 1995. Extraordinary preservation of a new vertebrate assemblage from the Late Cretaceous of Mongolia. - Nature 374, 446-449.
• Davies, D.V. & Davies, F. 1962. Gray's Anatomy, Descriptive and Applied. 1632 pp. Longmans, Green & Co., London.
• Deischl, G.D. 1964. The Postcranial Anatomy of Cretaceous Multiuberculate Mammals. 85 pp. Unpublished M. Sc. thesis, University of Minnesota, Minneapolis.
• Emerson, S.B. 1983. Functional analysis of frog pectoral girdles. The epicoracoidc artilages. - Journal of Zoology, London 201, 293-308.
• Freeman, E.F. 1979. A Middle Jurassic mammal bed from Oxfordshire. - Palaeontology 22,135-166.
• Gambaryan, P,.P. (Gambarân, P.P.) 1960. The Adaptative Features of the Locomotory Organs in Fossorial Mammals. [In Russian]. 195 pp. Izdatelstvo Akademii Nauk Armânskoj SSR, Erevan.
• Gambaryan, P.P. (Gambarân, P.P.) 1967. The origin of the variety of gaits in mammals. [In Russian]. - Žurnal Obŝej Biotogii 28, 289-305.
• Gambaryan, P.P. 1974. How Mammals Run. 367 pp. John Wiley & Sons, New York. (Originally published in Russian in 1972).
• Gambaryan, P.P. & Gasc J.-P. 1993. Adaptive properties of the musculoskeletal system in the mole-rat Myospalax (Mammalia, Rodentia), cinefluorographical, anatomical and biomechanical analyses of the burrowing. - Zoologische Jahrbuch, Anatomie 123, 363-401.
• Gans, C. 1961. A bullfrog and its prey. A look at the biomechanics of jumping. - Natural History 70, February. 26-37.
• Gasc, J.-P., Jouffroy, F.K., & Renous, R. 1986. Morphofunctional study of the digging system of Namib Desert golden mole (Eremitalpa granti namibensis): cinefluorographical and anatomical analysis. - Journal of Zoology, London A 208, 9-35.
• Gidley, J.W. 1909. Notes on the fossil mammalian genus Ptilodus with description of a new species. - Proceedings of the U.S. National Museum 36, 611-626.
• Gray, J. 1968. Animal Locomotion. 479 pp. Weidenfeld & Nicolson, London.
• Hahn, G. 1969. Beiträge zur Fauna der Grube Guimarota Nr. 3. Die Multituberculata. - Palaeontographica A 133, 1-100.
• Hahn, G. 1993. The systematic arangement of the Paulchoffatiidae (Multituberculata) revisited. - Geologica & Palaeontologica 27, 201-214.
• Hahn, G., Lepage, J.C., & Wouters, G. 1987. Ein Multituberculaten-Zaln aus der Ober-Trias von Gaume (S-Belgien). - Bulletin de la Société Belge de Géologie 96, 39-47.
• Haines, B.R.W. 1946. A revision of the movements of the forearm in tetrapods. - Journal of Anatomy, London 80, 1-11.
• Hildebrand, M. 1988. Analysis of Vertebrate Stucture, 701 pp. Joha Wiley & Sons, Inc., New York.
• Jenkins. F.A., Jr. 1970. Limb movements in a monotreme (Tachyglossus aculeatus): a cineradiographic analysis. - Science 168, 1473 -1475.
• Jenkins, F.A., Jr. 1971a. Limb posture and locomotion in the Virginia opossum (Didelphis marsupialis) and in othern on-cursorial mammals. - Journal of Zoology, London 165, 303-315.
• Jenkins, F.A., Jr. 1971b. The postcranial skeleton of African cynodonts. - Bulletin of the Peabody Museum of Natural History 36, I-X + 1-216.
• Jenkins, F.A., Jr. 1973. The functional anatomy and evolution of the mammalian humero-ulnar joint. - The American Journal of Anatomy 137, 281-298.
• Jenkins. F.A., Jr. 1974. The movement of the shoulder in claviculate and aclaviculate mammals. - Journal of Morphology 144, 71-84.
• Jenkins, F.A., Jr. & Goslow, G.E. 1983. The functional anatomy of the shoulder of the savannah monitor lizard (Varanus exanthematicus). - Journal of Morphology 175, 195-216.
• Jenkins, F.A., Jr. & Parrington, F.R. 1976. Postcranial skeleton of the Triassic mammals Eozostrodon, Megazostrodon, and Erythrotherium - Philosophical Transactions of the Royal Society of London B 273, 387-431.
• Jenkins, F.A., Jr. & Schaff, Ch.R. 1988. The Early Cretaceous mammal Gobiconodon (Mammalia, Triconodonta) from the Cloverly Formation in Montana. - Journal of Vertebrate Paleontology 6, 1-24.
• Jenkins, F.A., Jr. & Weijs, W.A. 1979. The functional anatomy of the shoulder in the Virginia opossum (Didelphis virginiana). - Journal of Zoology, London 188, 379-410.
• Jenkins, F.A. Jr., Amaral, W.W., Gatesy, S.M., & Shubin, N.H. 1996. The haramiyid dentition and multituberculate origins. - Journal of Vertebrate Paleontology 16, Supplement to Number 3, Abstracts, 43A.
• Kermack, K.A. 1988. British Mesozoic mammal sites. - Special Papers in Palaeontology 40, 85-93.
• Kielan-Jaworowska, Z. 1978. Postcranial skeleton in Zalambdalestidae. - Palaeontologia Polonica 38, 3-41.
• Kielan-Jaworowska, Z. 1989. Postcranial skeleton of a Cretaceous multituberculate mammal. - Acta Palaeontologica Polonica 34, 75-85.
• Kielan-Jaworowska, Z.& Dashzeveg, D. 1978. New Late Cretaceous mammal locality in Mongolia and a description of a new multituberculate. - Acta Palaeontologica Polonica 23, 115-130.
• Kielan-Jaworowska, Z. & Ensom, P.C. 1992. Multituberculate mammals from the Upper Jurassic Purbeck Limestone Formation of Southern England. - Palaeontology 35, 95-126.
• Kielan-Jaworowska, Z. & Gambaryan, P. P. 1994. Postcranial anatomy and habits of Asian multituberculate mammals. - Fossils and Strata 36, 1-92.
• Kielan-Jaworowska, Z. & Nessov, L.A. 1992. Multituberculate mammals from the Cretaceous of Uzbekistan. - Acta Palaeontologica Polonica 37, 1-17.
• Kielan-Jaworowska, Z. & Qi T. 1990. Fossorial adaptations of a taeniolabidoid multituberculate mammal from the Eocene of China. - Vertebrata PalAsiatica 28, 81-94.
• Kielan-Jaworowska, Z., Dashzeveg, D., & Trofimov, B.A. 1987. Early Cretaceous multituberculates from Mongolia and a comparison with Late Jurassic forms. - Acta Palaeontologica Polonica 32, 3-47.
• Krause, D.W. & Jenkins, F.A., Jr. 1983. The postcranial skeleton of North American multituberculates. - Bulletin of the Museum of Comparative Zoology 150, 199-246.
• Krebs, B. 1991. Das Skelett von Henkelotherium guimarotae gen. et. sp. nov. (Eupantotheria, Mammalia) aus dem Oberen Jura von Portugal. - Berliner Geowissenschaftliche Abhandlungen A 133, 1-121.
• Krusat, G. 1991. Functional morphology of Haldanodon expectatus (Mammalia, Docodonta) from the Upper Jurassic of Portugal. In: Z. Kielan-Jaworowska, N. Heintz, & H.A. Nakrem (eds), Fifth Symposium on Mesozoic Terrestrial Ecosystems and Biota. Extended Abstracts. Contributions from the Paleontological Museum, University of Oslo 364, 37-38.
• Leonardi, G. 1994. Annotated A tlas of South America Tetrapod Footprints (Devonian to Holocene). XV + 246 pp. Companhia de Pesquisa de Recursos Minerais, Brasilia.
• Lessertisseur, J. & Saban, R. 1967. Squelette appendiculaire. In: P.P. Grassé (ed.), Traité de Zoologie, Tome 16, Fascicule 1, Mammiferes, Téguments et Squelette, 709-1078. Masson et Cie, Paris.
• Li, Ch., Wang, Y., Hu, Y., & Zhou, M. 1995. A symmetrodont skeleton from the Late Jurassic of western Liaoning, China. In: A. Sun & Y. Wang (eds), Sixth Symposium on Mesozoic Terrestrial Ecosystems and Biota, Short papers, 233. China Ocean Press, Beijing.
• Lillegraven, J.A., Kielan-Jaworowska, Z., & Clemens, W.A. 1979. Mesozoic Mammals: the First Two-thirds of Mammalian History, 311 pp. University of California Press, Berkeley.
• Lucas, S.G & Luo, Z. 1993. Adelobasileus from the Upper Triassic of WestTexas: the oldest mammal. - Journal of Vertebrate Paleontology 13, 309-334.
• McKenna, M.C. 1961. On the shoulder girdle of the mammalian subclass Allotheria. - American Museum Novitates 2066, 1-27.
• McKenna, M.C. 1996. The multituberculate alloclavicle is not homologous with the interclavicle of monotremes. - Journal of Vertebrate Paleontology 16, Supplement to Number 3, Abstracts, 52A.
• Miao, D. 1988. Skull morphology of Lambdopsatis bulla (Mammalia, Multituberculata) and its implications to mammalian evolution. - Contributions to Geology, University of Wyoming, Special Paper 4, I-VIII + 1-104.
• Minkoff, E.C. 1975. A Laboratory Guide to Frog Anatomy. 101 pp. Pergamon Press, New York.
• Presley, R. 1995. Some neglected relatives. - Nature 377, 104-105.
• Pridmore, P.A. 1985. Terrestrial locomotion in monotremes (Mammalia, Monotremata). - Journal of Zoology, London A 205, 53-73.
• Rose, K.D. & Emry, R.J. 1983. Extraordinary fossorial adaptations in the Oligocene palaeanodonts Epoicotherium and Xenocranium (Mammalia). - Journal of Morphology 175, 33-56.
• Rose, K.D., Emry, R.J., & Gingerich, P.D. 1992. Skeleton of Alocodontulum atopum, an Early Eocene epoicotheriid (Mammalia, Palaeanodonta) from the Bighorn Basin, Wyoming. - Contributions from the Museum of Paleontology, the University of Michigan 28, 221-245.
• Rougier, G.W. 1993. Vincelestes neuquenianus Bonaparte (Mammalia, Theria), un primitivo mammifero del Cretacico Inferior de la Cuenca Neuquina. - Unpublished Ph. D. Thesis, Universidad Nacional de Buenos Aires, Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Buenos Aires, 720 pp.
• Rougier, G.W., Wible, J.R., & Novacek, M. 1996. Multituberculate phylogeny. - Nature 379, 406.
• Rowe, T. 1988. Definition, diagnosis, and origin of Mammalia. - Journal of Vertebrate Paleontology 8, 241-264.
• Sahni, A. 1972. The vertebrate fauna of the Judith River Formation, Montana. - Bulletin of the American Museum, Natural History 147, 323-412.
• Schaeffer, B. 1941. The morphology and functional evolution of the tarsus in amphibians and reptiles. - Bulletin of the American Museum of Narural History 78, 395-472.
• Schaller, O. (ed.) 1992. Illustrated Veterinary Anatomical Nomenclature. VI + 614 pp. Ferdinand Enke Verlag, Stuttgart.
• Sereno, P. & McKenna, M.C. 1995. Cretaceous multituberculate skeleton and the early evolution of the mammalian shoulder girdle. - Nature 377, 144-147.
• Sereno, P. & McKenna, M.C. 1996. Reply. - Nature 379, 406-417.
• Simpson, G.G. 1928a. A catalogue of the Mesozoic Mammalia in the Geological Department of the British Museum. X + 215 pp. British Museum (Natural History), London.
• Simpson, G.G. 1928b. Further notes on Mongolian Cretaceous mammals. - American Museum Novitates 329, 1-14.
• Simpson, G.G. 1929. American Mesozoic Mammalia. - Memoirs of the Peabody Museum of Yale University 3,1 235.
• Stidham, T.A. 1996. Multituberculates are more closely related to therians. The result of a compilation of mammaliamorph characters. - Journal of Vertebrate Paleontology 16, Supplement to Number 3, Abstracts, 67 A.
• Sukhanov, V.B. 1974. Symmetrical Locomotion of Terrestrial Vertebrates and Some Features of Movement of Lower Tetrapods. 274 pp. Amerind Publishing Co., New Delhi. (Originally published in Russian in 1968).
• Szalay, F.S. & Trofimov, B.A. 1996. The morphology of Late Cretaceous Asiatherium, and the early phylogeny and paleobiology of Metatheria. - Journal of Vertebrate Paleontology 16, 474-509.
• Thireau, M. & Marolle, E. 1968. Morphologie Externe et Interne du Crapaud African Bufo regularis Reuss 1834. 75 pp. Publications de l'Université d'Abidjan. Introduction à la Biologie Africaine. I. Laure, Paris