Noile cercetări de la Universitatea Brown arată că peștii și mamiferele mestecă diferit. Peștii folosesc mușchii limbii pentru a împinge alimentele înapoi, în timp ce mamiferele folosesc mușchii limbii pentru a poziționa alimentele pentru măcinare. Se crede că divergența evolutivă a avut loc la amfibieni, deși au fost necesare cercetări suplimentare pentru a identifica ce specie și când. Rezultatele sunt publicate în Biologie integrativă și comparativă.

limba

Evoluția și-a pus semnele - mari și mici - în nenumărate tipare de viață. Noile cercetări de la Universitatea Brown arată că și mestecatul a evoluat.

Cercetătorii au analizat mușchii care controlează mișcarea maxilarului și a limbii la pești și la mamifere. Au învățat că peștii folosesc mușchii limbii în primul rând pentru a direcționa alimentele mai departe în gură pentru procesare, ca și cum bucata ar fi un obiect dintr-o linie de asamblare. Mamiferele folosesc mușchii limbii pentru a poziționa alimentele, astfel încât mușchii maxilarului pot folosi cel mai bine dinții pentru a mesteca alimentele.

Stiluri de mestecat în diferite scopuri

Peștii folosesc mușchii limbii pentru a împinge alimentele înapoi, în timp ce mamiferele folosesc mușchii limbii pentru a poziționa alimentele pentru măcinare. Diferența dintre mestecat arată că animalele au schimbat modul în care mestecă și digeră hrana și că evoluția trebuie să fi jucat un rol.

„Este destul de clar că toate aceste animale mestecă, dar implicarea limbii în mestecat diferă”, a declarat Nicolai Konow, cercetător postdoctoral la Brown și autorul principal al studiului, publicat în revista de biologie integrativă și comparativă. "Și asta aduce întrebarea despre ceea ce fac mușchii asociați cu limba și maxilarul."

În 2008 și anul trecut, Konow și colegii săi au publicat lucrări care arată tehnica de mestecat a bowfinului, știucii și peștilor cu dinți mici pe limba lor, cum ar fi somonul și osteoglossomorfii (pești cu limba osoasă). La unele dintre aceste specii, cercetătorii au arătat că mestecatul începe cu limba poziționată în gura superioară. Apoi, peștele declanșează mușchiul, numit sternohioid, în jos, retrăgând limba spre interior, înainte de a-l deplasa din nou înainte și în sus, până la poziția sa inițială în gura superioară. Cu peștii orientați spre stânga, ciclul de mestecare arată ca o elipsă înclinată într-un unghi, cu limba deplasându-se în sensul acelor de ceasornic.

Descoperirea a fost susținută de cercetările anterioare efectuate de alți oameni de știință care au arătat același model de mestecat la alți pești, inclusiv bichir (un pește de apă dulce din Africa), gar și, mai important, lungfish, despre care se crede că reprezintă un stadiu incipient în tranziția unele specii de la locuințe exclusiv de apă la pământ.

În această lucrare, Konow și echipa sa au studiat modul în care au acționat mușchii a trei mamifere în timpul mestecării: alpaca, capre și porci. Ei au echipat fiecare cu electrozi plantați în mușchii maxilarului și ai limbii pentru a identifica activitatea fiecărui set de mușchi în timpul mestecării. Analiza a indicat faptul că limba animalelor a împins înainte și în sus, pe măsură ce au început să mestece și apoi au căzut înapoi sau s-au retras în poziția inițială. Cu animalele orientate spre stânga, limba urmărește o elipsă în sens invers acelor de ceasornic pentru fiecare ciclu.

Distincția dintre mestecat pește și mamifer este probabil acolo dintr-un motiv, a spus Konow. Cu peștii, funcția limbii este de a transporta alimentele rapid în și prin gură, unde, în multe specii, un set suplimentar (sau seturi) de fălci va măcina alimentele. În plus, limba deplasează apă oxigenată prin gură către branhii, ajutând peștii să respire.

„De aceea vrei să ai în mod constant acea mișcare interioară cu limba”, a explicat Konow.

Mamiferele, pe de altă parte, își folosesc limba pentru a seta mâncarea în locul potrivit din gură pentru a maximiza mestecarea. Dar chiar și printre speciile strâns înrudite, există o diferență surprinzătoare: Erbivorele, cum ar fi alpaca și caprele, au fost mai puțin coordonate în timpul mestecării decât omnivorele, reprezentate de porci. Animalele care mestecau nu erau atât de monoton ritmice în ceea ce ar crede mulți.

"Este o constatare nedumeritoare", a spus Konow. "Credem că erbivorul are nevoie ca bolusul (masa moale a alimentelor mestecate) să fie într-un loc precis între fiecare mestecat. Deci, limba se poate mișca constant pentru a se asigura că bolusul este în locul potrivit între mestecate."

Apoi a venit sarcina de a afla unde, când și cu ce specie a apărut divergența în mestecat. Cercetările anterioare ale lui Anthony Herrel, un biolog belgian cu sediul acum la Muzeul Național D'Histoire Naturelle din Paris, au arătat că șopârlele își trag limba înainte și în sus în timp ce încep să mestece, la fel ca mamiferele. Gândirea este că tranziția a avut loc probabil în rândul amfibienilor. Asta are sens, a spus Konow, și intenționează să se uite la mestecatul amfibienilor. „Sunt încă încuiați de apă pentru reproducere”, a spus el. "Dar aveți unele care devin toate terestre. Și acesta este următorul pas pe scara evolutivă."

Printre autorii care contribuie se numără Herrel; Callum Ross de la Universitatea din Chicago; Susan Williams de la Universitatea din Ohio; Rebecca German de la Universitatea Johns Hopkins; și Christopher Sanford și Chris Gintof de la Universitatea Hofstra.