Nehmen Sie sich einen Moment Zeit, um über Ihren Kiefer nachzudenken - den Knochen, der Ihnen Ihr charakteristisches Kinn verleiht und der Ihnen vielleicht ab und zu Zahnschmerzen bereitet. Ihr Unterkiefer, auch Unterkiefer oder Dentarium genannt, ist ein einziger Knochen mit 14-16 Zähnen zum Beißen und Kauen, einem Gelenk in der Nähe des Ohrs, mit dem Sie Ihren Kiefer in verschiedene Richtungen bewegen und drehen können, Verankerungspunkten für Ihre Zunge, damit Sie sprechen können, und Ansatzstellen für die Muskeln, die das Beißen und Kauen antreiben. Stellen Sie sich dies wie verschiedene "Module" Ihres Unterkiefers vor.
All diese verschiedenen Funktionen (Module) verleihen unserem Unterkiefer und dem Unterkiefer aller anderen Wirbeltiere verschiedene anatomische Regionen (wie verschiedene Regionen eines Landes): Zahnverankerungsstellen, Muskelansatzstellen, Gelenkstellen mit anderen Knochen, usw. Da sich der Unterkiefer im Laufe der Evolution in Größe und Form verändert, entwickeln sich diese verschiedenen Regionen des Unterkiefers gemeinsam oder getrennt? Das heißt, verändern sich all diese Regionen des Unterkiefers gemeinsam oder machen verschiedene Regionen "ihr eigenes Ding" und agieren halbautonom (um die geografische Metapher fortzusetzen)? Aus früheren Untersuchungen wissen wir, dass sich der Unterkiefer bei Säugetieren (wie uns) im Allgemeinen auf die zweite Art und Weise entwickelt (verschiedene Regionen entwickeln sich etwas unabhängig voneinander). Aber gilt das auch für Amphibien wie Frösche und Salamander?
Unter unser neuestes Papier, das heute erschienen ist in der Zeitschrift Biologische Zeitschrift der Linnean-Gesellschaftbeantworten wir die Frage, ob sich der Unterkiefer bei Amphibien als eine Einheit entwickelt oder ob sich, wie bei Säugetieren, verschiedene Regionen auf unterschiedliche Weise weiterentwickeln. Anhand von CT-Scans von mehr als 100 Unterkiefern von afrikanischen Krallenfröschen (Xenopus laevis) und Feuersalamander (Salamandra salamandra gigliolii), haben wir kartiert, wie die Form des Unterkiefers innerhalb jeder dieser Arten variiert. Anhand dieser Variationskarten haben wir dann mit statistischen Modellen bewertet, ob diese Variation dem Muster einer einzelnen Einheit oder einer Region entspricht.
Wir fanden heraus, dass die Unterkiefer von Amphibien, wie die von Säugetieren, dem regionalen Muster entsprechen, bei dem sich verschiedene Module des Unterkiefers mit einer gewissen Unabhängigkeit voneinander entwickeln. Wir fanden heraus, dass bei Amphibien die Funktionen dieser Module dieses Patchwork-Muster am besten erklären: Teile des Unterkiefers mit der gleichen Funktion entwickelten sich gemeinsam und Teile mit unterschiedlichen Funktionen entwickelten sich separat. Diese Ergebnisse zeigen, dass diese regionsspezifische Evolution des Unterkiefers wahrscheinlich in vielen Wirbeltiergruppen, einschließlich Säugetieren, Vögeln und Reptilien, weit verbreitet ist und dass das, was wir für einen einzigen Knochen halten, das Ergebnis eines Flickenteppichs von Teilen sein kann, von denen sich jedes entsprechend seiner speziellen Funktion entwickelt.
Stevens, Maddison, Anne-Claire Fabre, und Ryan N. Felice. "Modularität des Unterkiefers beim afrikanischen Krallenfrosch (Xenopus laevis) und Feuersalamander (Salamandra salamandra gigliolii).” Biologische Zeitschrift der Linnean-Gesellschaft (2023): blad087. DOI: 10.1093/biolinnean/blad087.
