วิ่งเพื่อชีวิต: ความเร็ว จำกัด การเปลี่ยนแปลงวิวัฒนาการของคอลัมน์กระดูกสันหลังอย่างไร

หนึ่งในปริศนาของวิวัฒนาการของสัตว์เลี้ยงลูกด้วยนมอธิบายได้: การอนุรักษ์จำนวนกระดูกสันหลังส่วนลำตัวไว้อย่างแน่นหนา นักวิจัยจากศูนย์ความหลากหลายทางชีวภาพ Naturalis และมหาวิทยาลัยยูทาห์แสดงให้เห็นว่าการอนุรักษ์นี้น่าจะเกิดจากบทบาทสำคัญของความเร็วและความว่องไวในการอยู่รอดของสัตว์เลี้ยงลูกด้วยนมที่วิ่งเร็ว พวกเขาวัดความแปรผันของกระดูกสันหลังของโครงกระดูกสัตว์เลี้ยงลูกด้วยนม 774 ตัว ทั้งชนิดที่วิ่งเร็วและวิ่งช้า นักวิจัยพบว่าการรวมกันของปัญหาพัฒนาการและชีวกลศาสตร์ป้องกันการเปลี่ยนแปลงทางวิวัฒนาการของจำนวนกระดูกสันหลังส่วนลำตัวในสัตว์เลี้ยงลูกด้วยนมที่วิ่งเร็วและว่องไว ในทางตรงกันข้าม ปัญหาเหล่านี้แทบไม่ส่งผลกระทบต่อสัตว์เลี้ยงลูกด้วยนมที่เชื่องช้าและแข็งแรง คอลัมน์กระดูกสันหลังของสัตว์เลี้ยงลูกด้วยนมมีความผันแปรสูงระหว่างสปีชีส์ต่างๆ ซึ่งสะท้อนถึงการปรับตัวให้เข้ากับวิถีชีวิตที่หลากหลาย ตั้งแต่การมุดตัวตุ่นไปจนถึงการบินในค้างคาว ตามกฎแล้ว จำนวนของกระดูกสันหลังส่วนลำตัวจะแตกต่างกันเล็กน้อยระหว่างสัตว์เลี้ยงลูกด้วยนมส่วนใหญ่ คอลัมน์กระดูกสันหลังและศักยภาพในการวิวัฒนาการสูงนั้นถือว่ามีความสำคัญต่อวิวัฒนาการของสัตว์มีกระดูกสันหลัง ซึ่งเป็นเหตุผลว่าทำไมความคงที่จึงทั้งน่าฉงนและสำคัญ ผู้เขียนเสนอโดยอ้างเหตุผลทางชีวกลศาสตร์และพัฒนาการว่าการเปลี่ยนแปลงทางวิวัฒนาการแทบจะเป็นไปไม่ได้เลยในสัตว์เลี้ยงลูกด้วยนมที่วิ่งเร็วและคล่องแคล่วว่องไว แต่มีผลเพียงเล็กน้อยต่อสัตว์เลี้ยงลูกด้วยนมที่เชื่องช้าและแข็งแรงเท่านั้น เหตุผลก็คือจำเป็นต้องมีการกลายพันธุ์หลายครั้งเพื่อเปลี่ยนจำนวนของกระดูกสันหลังส่วนลำตัว กระดูกสันหลัง ด้วยการกลายพันธุ์เพียงครั้งเดียวที่นำไปสู่กระดูกสันหลังส่วนเอวช่วงเปลี่ยนผ่านที่มีรูปร่างผิดปกติซึ่งหลอมรวมเข้ากับ sacrum อย่างไม่สมบูรณ์และไม่สมมาตร ข้อต่อ lumbosacral ที่ผิดปกติเหล่านี้ลดความยืดหยุ่น จึงขัดขวางการวิ่งและการกระโดดอย่างมาก การสังเกตของพวกเขาแสดงให้เห็นอย่างแท้จริงว่าการเลือกเทียบกับการเปลี่ยนแปลงเริ่มต้นเหล่านี้มีความแข็งแกร่งในสัตว์เลี้ยงลูกด้วยนมที่ว่องไวและว่องไว และอ่อนแอในสัตว์ที่ช้ากว่าและแข็งแรงกว่า