Hvordan dinosaurforskning kan hjælpe medicin

Mellemhvirvelskiverne forbinder hvirvlerne og giver rygsøjlen dens mobilitet. Skiven består af en bruskholdig fibrøs ring og en gelatinøs kerne som buffer. Det har altid været antaget, at kun mennesker og andre pattedyr har skiver. En misforståelse, som et forskerhold under ledelse af universitetet i Bonn nu har opdaget:Selv Tyrannosaurus rex kunne have lidt en diskusskred. Resultaterne er nu offentliggjort i tidsskriftet Videnskabelige rapporter .

Nutidens slanger og andre krybdyr har ikke intervertebrale skiver; i stedet, deres ryghvirvler er forbundet med såkaldte kugleled. Her, den kugleformede endeflade af en ryghvirvel passer ind i en skålformet fordybning af den tilstødende hvirvel, ligner et menneskeligt hofteled. Derimellem er der brusk og ledvæske for at holde leddet bevægeligt. Denne evolutionære konstruktion er god for nutidens krybdyr, fordi det forhindrer den frygtede skiveskred, som skyldes, at dele af disken glider ud i rygmarvskanalen.

"Jeg havde svært ved at tro, at gamle krybdyr ikke havde intervertebrale skiver, " siger palæontolog Dr. Tanja Wintrich fra sektionen Palæontologi i Institut for Geovidenskab ved Universitetet i Bonn. Hun bemærkede, at ryghvirvlerne på de fleste dinosaurer og gamle marinekrybdyr ligner meget menneskers - dvs. de har ikke kugleled. Hun spekulerede derfor på, om uddøde krybdyr havde intervertebrale skiver, men havde 'udskiftet' disse med kugleled i evolutionens forløb.

Sammenligning af dinosaurernes ryghvirvler med dyr, der stadig lever i dag

Til denne ende, holdet af forskere ledet af Tanja Wintrich og med deltagelse af universitetet i Köln og TU Bergakademie Freiberg samt forskere fra Canada og Rusland undersøgte i alt 19 forskellige dinosaurer, andre uddøde krybdyr, og dyr, der stadig lever i dag. Forskerne konkluderede, at intervertebrale diske ikke kun forekommer hos pattedyr. Til disse undersøgelser, ryghvirvler, der stadig var i forbindelse, blev analyseret ved hjælp af forskellige metoder.

Overraskende nok, Dr. Wintrich har nu også været i stand til at påvise, at rester af brusk og endda andre dele af den intervertebrale skive næsten altid er bevaret i sådanne gamle eksemplarer, herunder marine krybdyr som ichthyosaurer og dinosaurer som Tyrannosaurus. Hun sporede derefter udviklingen af ​​det bløde væv mellem hvirvlerne langs landdyrs stamtræ, som for 310 millioner år siden delte sig i pattedyrlinjen og dinosaur- og fuglelinjen.

Mellemhvirvelskiver dukkede op flere gange under evolutionen

Det var tidligere ukendt, at intervertebrale diske er et meget gammelt træk. Resultaterne viser også, at intervertebrale diske udviklede sig flere gange under udviklingen hos forskellige dyr, og blev sandsynligvis erstattet af kugleled to gange hos krybdyr. "Grunden til, at mellemhvirvelskiven blev udskiftet, kan være, at den er mere modtagelig for skader end et kugleled, " siger Dr. Wintrich. Ikke desto mindre, pattedyr har altid beholdt intervertebrale diske, gentager det velkendte mønster, at de er ret begrænsede i deres evolutionære fleksibilitet. "Denne indsigt er også central for den medicinske forståelse af mennesker. Den menneskelige krop er ikke perfekt, og dets sygdomme afspejler vores lange evolutionære historie, " tilføjer palæontolog prof. dr. Martin Sander fra universitetet i Bonn.

Med hensyn til forskningsmetoder, holdet trak ikke kun på palæontologi, men også om medicinsk anatomi, udviklingsbiologi og zoologi. Under mikroskopet, dinosaurknogler skåret med en stensav og derefter slebet meget tyndt giver information, der kan sammenlignes med histologiske snit af fast og indlejret væv fra eksisterende dyr. Dette gør det muligt at bygge bro over de lange perioder af evolution og identificere udviklingsprocesser. Prof. Sander bemærker:"Det er virkelig forbløffende, at brusken i leddet og tilsyneladende endda selve disken kan overleve i hundreder af millioner af år."

Dr. Wintrich, som nu arbejder på Institut for Anatomi ved universitetet i Bonn, glæder sig over samarbejdet mellem felterne, der har gjort denne tværfaglige forståelse mulig i første omgang:"Vi fandt ud af, at selv Tyrannosaurus rex ikke var beskyttet mod diskusskred." Kun fuglelignende rovdinosaurer udviklede dengang også kugleled og sadelled, stadig set i nutidens fugle. Ligeledes, sådanne kugleled var en afgørende fordel for stabiliteten af ​​rygsøjlen hos de største dinosaurer, de langhalsede dinosaurer.

Denne bro mellem palæontologi og medicin er afgørende i Tyskland. Anatomen prof. dr. Karl Schilling fra universitetet i Bonn, som ikke var involveret i den nye undersøgelse, rapporter:"I USA, i modsætning, dinosaurforskere og evolutionsbiologer er ofte tæt involveret i medicinsk uddannelse, især inden for anatomi og embryologi. Dette giver unge læger et perspektiv, der bliver stadig vigtigere i et hurtigt skiftende miljø."