Metod hranjenja izumrlih heterostrakana bez čeljusti, među najstarijim kičmenjacima, ispitali su i odbacili naučnici sa Univerziteta u Bristolu, koristeći nove tehnike.
Nalazi, objavljeni u Časopisu za paleontologiju kičmenjaka, otkrivaju da zubići okrenuti napred, male strukture nalik zubima, na oralnim pločama heterostrakana nisu adaptacija na hranjenje filterom. Rad je naslovljen „Testiranje hipoteza hranjenja heterostrakanom pteraspida korišćenjem računarske dinamike fluida“.
Glavna teorija za duboku evolucionu istoriju ljudi je da su rani preci kičmenjaka evoluirali od hranilica sa filterima bez kičme, prateći vođeni trend ka aktivnom, predatorskom sticanju hrane.
Vodeći autor Madleen Grohganz iz Bristolske paleobiološke istraživačke grupe rekla je: „Poreklo kičmenjaka, naša sopstvena evoluciona linija, široko se smatra jednim od najvažnijih događaja u istoriji evolucije. Rana evolucija kičmenjaka je tema o kojoj se mnogo raspravlja među biolozima i paleontolozima. a ima još mnogo nerešenih pitanja.
„Izumrli heterostrakani bez čeljusti, među najstarijim kičmenjacima, ključni su za ovaj evolucioni scenario. Ali niko nije uspeo da utvrdi način njihovog hranjenja, bilo da su hranilice filtera ili grabežljivci. Koristeći savremene računarske paleobiološke metode, naša studija je među prvima da aktivno testira hipoteze o načinu hranjenja ovih ranih kičmenjaka bez čeljusti.“
Heterostrakanci su posedovali aparat za hranjenje od štapićastih oralnih ploča sa redovima napred okrenutih zubaca prema spolja od usta. Orijentacija okrenuta napred je ranije tumačena kao adaptacija za hranjenje suspenzijom.
Da bi testirao ovu hipotezu, tim je koristio računarsku dinamiku fluida (CFD), tehniku iz inženjerstva koja simulira tokove fluida i njihovu interakciju sa čvrstim materijama. Oni su simulirali protok vode oko 2D modela koji se sastoje od redova zubaca okrenutih napred i obrnuto kako bi mogli da procene da li bilo koja od ovih orijentacija stvara obrasce recirkulacije hidrodinamički povezane sa hranjenjem suspenzije.
Svi testirani modeli, nezavisno od orijentacije zubaca, pokazali su slične obrasce protoka, brzine i vrtložnosti. Obrasci recirkulacije, najveća brzina i vrtložnost razvijaju se direktno na vrhu zubaca i u prostorima između zubaca.
Na osnovu ovih analiza, tim odbacuje hipotezu da je orijentacija zubaca specifična adaptacija na hranjenje suspenzijom. Zubci se javljaju samo na bočnim stranama samog vrha oralnih ploča i možda su umesto toga služili da spreče materijal, prevelike čestice hrane, čestice sedimenta ili parazite da se stanu između ploča.
Madleen je rekla: „Naša studija je jedna od prvih, koja aktivno testira hipoteze o načinu hranjenja ranih kičmenjaka bez čeljusti umesto da donosi loše zaključke.“
„Ovo je važan korak ka boljem razumevanju načina hranjenja ranih kičmenjaka bez čeljusti, testiranju evolucionih scenarija i na kraju bacanju više svetla na ranu evoluciju kičmenjaka.“
Tačna priroda heterostrakanskog hranjenja ostaje otvoreno pitanje. Ostale hipoteze o hranjenju, koje predlažu mehaničku funkciju koja se odnosi na aktivno grizenje ili čišćenje, još uvek treba da se testiraju.
Madleen je dodala: „Za ovo nam je potrebno bolje razumevanje originalne 3D geometrije celog aparata za oralnu ploču, koju možemo dobiti proučavanjem zglobnih uzoraka umesto izolovanih oralnih ploča.
„Možemo koristiti ove rekonstrukcije oralnog aparata da ograničimo moguće kretanje oralnih ploča i koristimo modele u daljem kompjuterskom funkcionalnom testiranju. Ovo će nam omogućiti da steknemo detaljno znanje o načinu hranjenja heterostrakana, što je ključno za razjašnjavanje rane evolucije kičmenjaka .
„Prethodne hipoteze o načinu hranjenja ranih kičmenjaka bez čeljusti uglavnom su bile zasnovane na slabo ograničenim zaključcima. Ali koristeći računske paleobiološke metode, bili smo u mogućnosti da zapravo testiramo i odbacimo jednu od ovih hipoteza o načinu hranjenja.“
