Ιστολογία οστών που συνδέει το παρελθόν με το παρόν:Νέες ανακαλύψεις για την εξελικτική ιστορία του Caimans στη Νότια Αμερική
Η ιστολογία των οστών είναι, συγκριτικά, ένας σύγχρονος κλάδος στην παλαιοντολογία. Οι τεχνικές άρχισαν σιγά σιγά να εφαρμόζονται κατά τις δεκαετίες του 1960 και του 1970 σε απολιθωμένα οστά (Εικόνα 1). Αλλά ήταν κατά τη διάρκεια των δεκαετιών του '80 και του '90 που η παλαιοϊστολογία έγινε μεγαλύτερη και βοήθησε να ρίξει φως σε ορισμένα ερωτήματα σχετικά με τη βιολογία και την εξέλιξη των σπονδυλωτών. Έκτοτε, τα τελευταία σαράντα χρόνια, θεωρείται ένας αξιόπιστος αντιπρόσωπος στην επιστήμη που παρέχει απαντήσεις που δεν μπορεί η ακαθάριστη μακρομορφολογία.
Κατά την ανάπτυξη του σπονδυλωτού, καθώς το οστό μεγαλώνει, αλλάζει χαρακτηριστικά με διάφορους τρόπους. Κυρίως, προέρχεται από έναν πρόδρομο χόνδρινο, αφού γίνει σκληρότερος ιστός και σχηματιστεί οστό, συμβαίνουν πολλές διεργασίες καθώς το ζώο μεγαλώνει. Οι εναποθέσεις οστικών στοιβάδων που ενδεχομένως ακολουθούνται από αποτελεσματικές στάσεις γνωστές ως LAGs (Lines of Arrested Growth), επαναρρόφηση μήτρας και αναπλήρωση κοιλοτήτων, καθώς και ο προσανατολισμός των ινών και η αγγειακή διάταξη, μπορεί επίσης να ποικίλλουν. Όλα αυτά τα χαρακτηριστικά, μαζί με πολλά άλλα, είναι ιδιαίτερα μεταβλητά μεταξύ των απολιθωμάτων και των σύγχρονων κατηγοριών.
Μέσα στην Crocodylia , λίγες πληροφορίες είναι γνωστές από τη μικροδομή των οστών σχετικά με την οικολογία, τη φυσιολογία και την οντογένεση σε απολιθώματα και σύγχρονα ζώα. Τα τελευταία τριάντα χρόνια, ορισμένοι συγγραφείς έχουν δημοσιεύσει δεδομένα για τον αυστραλιανό κροκόδειλο του γλυκού νερού, τον κροκόδειλο του Νείλου και τον αμερικανικό αλιγάτορα. Διαφορετικά, για πρώτη φορά, η ομάδα μας μπόρεσε να συγκεντρώσει δείγματα από caimans της Νότιας Αμερικής Τα οστά και τα αποτελέσματα των κομματιών μαζί. Πραγματοποιήσαμε δείγμα από τέσσερα μακριά οστά ενός άγριου Caiman yacare; το σφάγιο συλλέχθηκε νόμιμα από το Pantanal και δωρήθηκε για αυτή τη μελέτη. Επίσης, ένα δείγμα από ένα άγνωστο απολίθωμα Caiman από τον σχηματισμό Solimões χρησιμοποιήθηκε. Ο στόχος της μελέτης ήταν να συγκρίνει και τα δύο άτομα και να κάνει σχόλια σχετικά με τη βιολογία ανάπτυξής τους.
Τα πίσω και τα μπροστινά άκρα του C. yacare παρουσίασαν διαφορές στη δυναμική ανάπτυξης. Τόσο το μηριαίο οστό όσο και η κνήμη έδειξαν τέσσερις αυξητικούς δακτυλίους που αποτελούνταν από ένα σύνθετο πλέγμα αγγείων και ινών. Από την άλλη πλευρά, το βραχιόνιο και η ακτίνα έδειξαν απλά και λίγα αγγειακά κανάλια, ίνες διατεταγμένες με οργανωμένο τρόπο και τρεις και πέντε δακτυλίους ανάπτυξης, αντίστοιχα (Εικόνα 2). Κανένα από τα δείγματα δεν έδειξε LAGs (αποτελεσματικές στάσεις) μεταξύ των οστικών στοιβάδων, αλλά υπήρχαν, εμφανώς, περίοδοι που κυμαίνονταν από ταχέως έως αργά αναπτυσσόμενη εναπόθεση ιστού. Κατά την ανάλυση του βραχιονίου του απολιθώματος Caiman , εναλλάξ ιστοί ταχείας και βραδείας ανάπτυξης ήταν επίσης παρόντες, μαζί με πολύπλοκα αγγειακά κανάλια και εναπόθεση LAG. Με βάση τα αποτελέσματα, το άγριο C. yacare φαίνεται να είναι νεαρό, ενώ το απολίθωμα θα μπορούσε να αναγνωριστεί ως ηλικιωμένο ζώο λόγω εκτεταμένων κοιλοτήτων απορρόφησης και ενεργού διαδικασίας αναδιαμόρφωσης.
Τα κροκοδυλιόμορφα είναι γενικά γνωστό ότι έχουν την ικανότητα να προσαρμόζουν φυσικά τους ρυθμούς ανάπτυξης ως απόκριση είτε σε περιβαλλοντικές αλλαγές στη φύση είτε ακόμη και σε περιβάλλον αιχμαλωσίας. Συνεχής και κυκλική δραστηριότητα ανάπτυξης έχει αναφερθεί στο παρελθόν για Alligatoridae . Alligator mississippiensis δεν μπόρεσε να συνεχίσει να αναπτύσσεται γρήγορα, ακόμη και όταν όλες οι περιβαλλοντικές μεταβλητές ήταν υπό έλεγχο και θεωρούνταν ιδανικά. Όπως C. yacare είναι ζωντανό είδος και στενά συνδεδεμένο με αλιγάτορες, οικολογικά δεδομένα ελήφθησαν σε προηγούμενες δημοσιεύσεις και στη συνέχεια συνδέθηκαν με τα ιστολογικά αποτελέσματα που βρήκαμε για να συνδέσουμε τις τελείες. Πρώτον, στους υγροτόπους Pantanal, η περίοδος των βροχών κυμαίνεται από τον Οκτώβριο έως τον Μάρτιο. Αυτό το διάστημα θεωρείται οι βέλτιστες συνθήκες για C. yacare να μεγαλώσει. Αντίθετα, από τον Απρίλιο έως τον Σεπτέμβριο, κατά την ξηρότερη περίοδο, η αναπτυξιακή δραστηριότητα μειώνεται. Όλα τα εποχιακά οικολογικά δεδομένα συνέδεαν τους παλμούς ανάπτυξης που παρατηρήθηκαν σε λεπτές τομές. Με αυτόν τον τρόπο, θα μπορούσαμε να εντοπίσουμε τις περιόδους υψηλών και χαμηλών ρυθμών εναπόθεσης στα οστά των δειγμάτων.
Συνολικά, η σύγκριση κάθε χαρακτηριστικού μεταξύ ζωντανών και απολιθωμάτων δειγμάτων ήταν περιορισμένη λόγω του αριθμού και των αντίστοιχων στοιχείων και των τυπικών δειγμάτων. Καταλήξαμε στο συμπέρασμα ότι Caimaninae είναι σε θέση να προσαρμόσει τους ρυθμούς ανάπτυξης όταν είναι απαραίτητο και μπορεί να συμβαίνει, τουλάχιστον, από το Μειόκαινο. Επίσης, οι ρυθμοί ανάπτυξης μπορεί να ποικίλλουν σε ένα μόνο ζώο, πράγμα που σημαίνει ότι ο σκελετός μεγαλώνει διαφορετικά.
