Scheletocronologie

Scheletocronologia  este o metodă folosită pentru a determina vârsta individuală a vertebratelor prin numărarea așa-numitelor straturi de creștere din părțile calcificate ale scheletului vertebratelor [1] [2] . Metoda este utilizată pe scară largă în studiile moderne ale vârstei animalelor vii și dispărute [2] [3] .

Termenul de „scheletocronologie” a fost propus de Jacques Castanet în 1977 pentru a descrie o metodă de determinare a vârstei din elementele scheletice mineralizate [4] [5] . A câștigat cea mai mare răspândire printre herpetologi și batracologi . În ihtiologie și teriologie , termenul de „ înregistrare a structurilor ” este de obicei folosit, deoarece determinarea vârstei la pești și mamifere se realizează mai des pe solzi și dinți care nu au legătură cu scheletul [5] [1] .

Istorie

De la începutul secolului al XX-lea, au început să apară rapoarte conform cărora straturile de creștere se formează din cauza creșterii neuniforme a țesutului osos în timpul anului. Chiar și atunci, s-au făcut presupuneri că acestea pot fi folosite pentru a determina vârsta peștilor [6] , amfibienilor și reptilelor [5] [7] [8] , precum și a mamiferelor [9] [10] [11] , dar dovezi a naturii anuale a formării acestor straturi nu era încă acolo. Au început să se acumuleze dovezi că straturile de creștere din oase se corelează cu lungimea corpului indivizilor și vârsta acestora [12] [13] [14] , și reflectă, de asemenea, perioadele de secetă [15] . Dovezile periodicității anuale a formării straturilor de creștere ale țesutului osos au început să apară în a doua jumătate a secolului al XX-lea [16] [17] [18] . Cu ajutorul cronologiei scheletice s-a arătat nesiguranța determinării vârstei amfibienilor și reptilelor din dimensiunile liniare ale corpului [19] . În același timp, metoda a început să fie utilizată pe scară largă în studiile herpetologice [1] .

Principiul

În țesutul osos, se disting straturi, constând din secțiuni de diferite grosimi. În perioada de creștere activă se formează zone largi. Zonele înguste, numite linii de lipire, corespund perioadelor de repaus. Un strat de țesut osos dintr-o bandă largă și îngustă corespunde unui an [20] .

Structurile de înregistrare reflectă schimbările sezoniere ale stării fiziologice a corpului care apar în timpul diapauzei [2] . Aceste modificări au cauze endogene, întrucât apar și atunci când animalele sunt plasate în condiții constante [21] [22] [23] . La animalele care trăiesc în regiuni cu o climă blândă și sezonalitate neclară, straturile de creștere din os sunt slab exprimate [24] .

Adesea, în oase se observă resorbția tisulară, din cauza căreia straturile de creștere corespunzătoare primilor ani de viață sunt distruse. La animalele mici cu sânge rece este nesemnificativ, în timp ce la animalele medii și mari (broaște țestoase și crocodili) este mai intens. Resorbția este cel mai pronunțată în oasele animalelor cu sânge cald , cum ar fi sinapsidele (inclusiv mamiferele) și ornitodira (inclusiv păsările) [25] .

Țesutul osos este capabil să repare diferite modificări intra-sezoniere ale stării fiziologice a corpului, ducând la întârzierea creșterii. Aceasta duce la formarea unor linii suplimentare care nu sunt anuale [26] [27] . De regulă, astfel de linii sunt mai puțin pronunțate, ceea ce face posibilă deosebirea lor de cele anuale [26] .

Aplicație

Nevertebrate

La unele nevertebrate, determinarea vârstei este posibilă din straturile de creștere din scheletul extern, precum scheletul calcaros al coralilor [28] sau cochiliile bivalvelor [29] , brahiopode [30] , echinoderme [31] . Metoda a fost numită sclerocronologie prin analogie cu dendrocronologia [28] [29] . Uneori scheletocronologia este considerată ca un fel de sclerocronologie [4] .

Pești

Determinarea vârstei peștilor este efectuată, de regulă, de otoliți și solzi care nu au legătură cu scheletul, dar este, de asemenea, posibil să se folosească oasele acoperirii branhiale , vertebrele și razele aripioarelor ca înregistrare. structuri [32] [2] [33] .

Amfibieni și reptile

Metoda este folosită cel mai adesea pentru a determina vârsta amfibienilor și reptilelor moderne, deoarece oasele acestor animale nu suferă o restructurare internă [1] [25] . Alegerea structurilor de înregistrare depinde de taxon . De regulă, se folosesc oase tubulare . Astfel, pentru determinarea vârstei șopârlelor și anurelor , se folosesc cu precădere falangele degetelor [1] [34] [35] , în timp ce nu sunt potrivite pentru amfibienii cu coadă datorită capacității lor mari de regenerare [36] . De asemenea, este posibil să se utilizeze și alte oase tubulare, precum femurul, tibia și peroneu [35] [37] . La șerpi, structurile de înregistrare sunt vertebrele, inclusiv caudale [38] , sau unele oase ale craniului [36] . Pentru o șopârlă cu membre puternic reduse, calcidul cu trei degete  , a fost demonstrată și aplicabilitatea vertebrelor caudale [39] . La crocodili , determinarea vârstei este posibilă cu ajutorul osteodermelor [2] .

Metoda de determinare a vârstei prin înregistrarea structurilor a fost folosită și pentru a estima rata de creștere a dinozaurilor , cu toate acestea, în acest caz, evaluarea este complicată de faptul că așa-numitele „inele anuale” de pe tăietura oaselor ar putea fi formate mai mult. adesea de o dată pe an, ceea ce este tipic pentru endotermele moderne, și astfel nivelează toate rezultatele obținute în astfel de studii [40] .

Păsări

Primele încercări de a identifica straturile de creștere în țesutul osos al păsărilor au fost promițătoare [41] . O lucrare publicată un an mai târziu nu recomanda utilizarea oaselor de păsări ca structură de înregistrare fără studii suplimentare, deoarece straturile de creștere din periost au fost detectate nu pe întreaga suprafață a osului, ci în zone separate, iar în endost nu erau anuale [42] . Studiile ulterioare au arătat atât rezultate pozitive [43] [44] , cât și negative [45] [46] [47] .

Mamifere

Țesutul osos al mamiferelor este de obicei foarte vascularizat și, prin urmare, noile straturi sunt supuse remodelării. În diferite grupuri, viteza sa este diferită, prin urmare, semnificația țesutului osos de mamifer ca structură de înregistrare diferă, de asemenea . Ca structură de înregistrare la mamifere, țesuturile dentare sunt mai des folosite [1] . Această metodă a fost numită cementocronologie . Țesutul osos este folosit ca structură de înregistrare la insectivore , lagomorfe și rozătoare [48] .

Note

  1. ↑ 1 2 3 4 5 6 Klevezal, Smirina, 2016 .
  2. ↑ 1 2 3 4 5 Buffrenil et al., 2021 , pp. 627.
  3. ↑ Woodward și colab., 2013 , pp. 195-216.
  4. ↑ 1 2 J. Castanet. Estimarea vârstei și longevitatea la reptile   // Gerontologie . - 1994. - Vol. 40 , iss. 2-4 . — P. 174–192 . — ISSN 0304-324X 1423-0003, 0304-324X . - doi : 10.1159/000213586 .
  5. ↑ 1 2 3 Smirina E. M. , Roitberg E. S. Dezvoltarea studiilor de creștere a reptilelor în direcțiile determinate de A.M. Sergeev  // Jurnal zoologic. - 2012. - T. 91 , Nr. 11 . - S. 1291-1301 . Arhivat din original pe 17 decembrie 2021.
  6. ↑ Cunningham NA Zones of growth in the scheletal structures of Gadidae and Pleuronectidae  //  Raport anual al Fishery Board for Scotland. - 1904. - Vol. 23 . — P. 125–140 . Arhivat din original pe 8 februarie 2022.
  7. ↑ Bryuzgin V.D. Despre metodologia studierii vârstei și creșterii reptilelor // Rapoarte ale Academiei de Științe a URSS. - 1939. - T. 23 , nr 4 . — S. 402–404 . cit. de: Klevezal, Smirina, 2016
  8. ↑ William C. Senning. Un studiu privind determinarea vârstei și creșterea Necturus maculosus pe baza osului parasfenoid  //  American Journal of Anatomy. - 1940-05. — Vol. 66 , iss. 3 . — P. 483–495 . - ISSN 1553-0795 0002-9106, 1553-0795 . - doi : 10.1002/aja.1000660307 . Arhivat din original pe 17 decembrie 2021.
  9. ↑ Kler V. O. La metodologia de studiu a periodicității creșterii // Russian Zoological Journal. - 1927. - T. 7 , nr 4 . — p. 114–133 . cit. de: Klevezal, Smirina, 2016
  10. ↑ Chapsky K.K. Determinarea vârstei unor mamifere prin microstructura osoasă // Izv. Institutul de Științe Naturii im. P.F. Lesgaft. - 1952. - T. 25 . — p. 47–67 . cit. de: Klevezal, Smirina, 2016
  11. ↑ Meyer M.N. Despre variabilitatea vârstei veveriței mici de pământ // Zoological Journal. - 1957. - T. 36 , nr 9 . - S. 1393-1402 . cit. de: Klevezal, Smirina, 2016
  12. ↑ Petter-Rousseaux A. Recherches sur la croissance et le cycle d'activité testiculaire de Natrix natrix helvetica (Lacépède)  (franceză)  // La terre et la vie. - 1953. - P. 175-223 . Arhivat din original pe 26 decembrie 2021.
  13. ↑ Mattox NT Inele anulare în oasele lungi ale țestoaselor și corelația lor cu dimensiunea  //  Tranzacții ale Academiei de Științe de Stat din Illinois. - 1935. - Vol. 28 . - P. 255-256 . Arhivat din original pe 12 februarie 2022.
  14. ↑ Frank E. Peabody. Zone de creștere anuală la vertebrate vii și fosile  (engleză)  // Journal of Morphology. — 1961-01. — Vol. 108 , iss. 1 . — P. 11–62 . — ISSN 1097-4687 0362-2525, 1097-4687 . - doi : 10.1002/jmor.1051080103 . Arhivat din original pe 26 decembrie 2021.
  15. ↑ Frank E. Peabody. Un Kansas Drouth înregistrat în zonele de creștere ale unui șarpe taur  // Copeia. — 18-06-1958. - T. 1958 , nr. 2 . - S. 91 . - doi : 10.2307/1440547 . Arhivat din original pe 26 decembrie 2021.
  16. ↑ Smirina E. M. Straturi anuale în oasele broaștei comune (Rana temporaria) // Jurnal zoologic. - 1972. - T. 51 , nr. 10 . - S. 1529-1534 . cit. de: Klevezal, Smirina, 2016
  17. ↑ Jacques Castanet, Guy Naulleau. Données expérimentales sur la valeur des marques squelettiques comme indicateur de l'âge chez Vipera aspis (L.) (Ophidia, Viperidae)  (franceză)  // Zoologica Scripta. — 1974-08. — Vol. 3 , livr. 5-6 . — P. 201–208 . - ISSN 1463-6409 0300-3256, 1463-6409 . - doi : 10.1111/j.1463-6409.1974.tb00817.x . Arhivat din original pe 17 decembrie 2021.
  18. ↑ Nishiwaki M. , Ohsumi S. , Kasuya T. Age characteristics in the sperm whale mandible  //  The Norwegian Whaling Gazette. - 1961. - Vol. 50 . - P. 499-507 . cit. de: Klevezal, Smirina, 2016
  19. ↑ Smirina E. M. Despre rata de creștere și supraviețuire a broaștelor de iarbă (Rana temporaria) în primii ani de viață // Jurnal zoologic. - 1980. - T. 59 , nr 12 . - S. 1831-1840 . cit. de: Klevezal, Smirina, 2016
  20. ↑ Smirina, 1989 , p. 145.
  21. ↑ Federico Marangoni, Eduardo Schaefer, Rodrigo Cajade, Miguel Tejedo. Formarea semnelor de creștere și cronologia a două specii de anurane neotropicale  (engleză)  // Journal of Herpetology. — 2009-09. — Vol. 43 , iss. 3 . — P. 546–550 . — ISSN 0022-1511 . - doi : 10.1670/08-230R1.1 .
  22. ↑ Jacques Castanet, Guy Naulleau. Données expérimentales sur la valeur des marques squelettiques comme indicateur de l'âge chez Vipera aspis (L.) (Ophidia, Viperidae)  (engleză)  // Zoologica Scripta. — 1974-08. — Vol. 3 , iss. 5-6 . — P. 201–208 . - ISSN 1463-6409 0300-3256, 1463-6409 . - doi : 10.1111/j.1463-6409.1974.tb00817.x . Arhivat din original pe 17 decembrie 2021.
  23. ↑ N. Mrosovsky. Cicluri circaanuale la veverițele de pământ cu manta de aur: pulsuri reci de toamnă și primăvară  (engleză)  // Journal of Comparative Physiology A. - 1990-11. — Vol. 167 , iss. 5 . - ISSN 1432-1351 0340-7594, 1432-1351 . - doi : 10.1007/BF00192662 .
  24. ↑ Richard C. Bruce, Jacques Castanet. Aplicarea scheletocronologiei la larvele în vârstă ale salamandrelor Gyrinophilus porphyriticus și Pseudotriton ruber  //  Journal of Herpetology. — 2006-03. — Vol. 40 , iss. 1 . — P. 85–90 . — ISSN 0022-1511 . - doi : 10.1670/42-05N.1 . Arhivat din original pe 26 decembrie 2021.
  25. ↑ 1 2 Buffrenil et al., 2021 , pp. 634-636.
  26. ↑ 1 2 Smirina, 1989 , p. 151.
  27. ↑ Buffrenil et al., 2021 , pp. 636.
  28. ↑ 12 R.W. _ Buddemeier, JE Maragos, DW Knutson. Studii radiografice ale exoscheletelor de corali de recif: rate și modele de creștere a coralilor  //  Journal of Experimental Marine Biology and Ecology. — 1974-01. — Vol. 14 , iss. 2 . — P. 179–199 . - doi : 10.1016/0022-0981(74)90024-0 . Arhivat din original pe 15 iunie 2022.
  29. ↑ 1 2 Zolotarev V.N.Sclerocronologia bivalvelor marine / Ed. ed. Zaitsev Yu. P. - Kiev: Nauchnaya Dumka, 1989. - P. 4. - 112 p. — ISBN 5-12-000797-x .
  30. ↑ G. R. Clark. Linii de creștere în scheletele de nevertebrate  //  Revizuirea anuală a științelor Pământului și Planetare. - 1974-05. — Vol. 2 , iss. 1 . — P. 77–99 . — ISSN 1545-4495 0084-6597, 1545-4495 . - doi : 10.1146/annurev.ea.02.050174.000453 . Arhivat din original pe 17 decembrie 2021.
  31. ↑ Weber JN [ https://scholarspace.manoa.hawaii.edu/bitstream/10125/3984/v23n4-452-466.pdf Originea bandării concentrice în spinele echinoidului tropical Heterocentrotus]  //  Pacific Science . - 1969. - Vol. 23 . - P. 452-466 ​​. Arhivat din original pe 17 decembrie 2021.
  32. ↑ Mina M. V. , Klevezal G. A. Autobiografii ale animalelor. M: Cunoștințe. 1970
  33. ↑ Chugunova, 1959 , p. 60-72.
  34. ↑ Estación Biológica de Doñana-CSIC, Sevilla, Spania, M. Comas, S. Reguera, Universidad de Granada, Spania, FJ Zamora–Camacho. Comparația eficacității falangelor vs. humeri și femuri pentru a estima vârsta șopârlelor cu scheletocronologie  // Biodiversitatea și conservarea animalelor. - 2016. - T. 39 , nr. 2 . — S. 237–240 . - doi : 10.32800/abc.2016.39.0237 . Arhivat din original pe 20 decembrie 2021.
  35. ↑ 1 2 Ella Smirina, Natalia Ananjeva. Straturi de creștere în oase și dinții acrodonti ai șopârlei agamide Laudakia stoliczkana (Blanford, 1875) (Agamidae, Sauria)  // Amphibia-Reptilia. - 2007. - T. 28 , nr. 2 . — S. 193–204 . — ISSN 1568-5381 0173-5373, 1568-5381 . - doi : 10.1163/156853807780202512 . Arhivat din original pe 21 decembrie 2021.
  36. ↑ 1 2 Smirina, 1989 , p. 147.
  37. ↑ Smirina, 1989 , p. 146-147.
  38. ↑ Waye HL , Gregory PT Determinarea vârstei șerpilor jartieră (Thamnophis spp. ) prin scheletocronologie   // Canadian Journal of Zoology. - 1998. - Vol. 76 , nr. 2 . - P. 288-294 . - doi : 10.1139/z97-201 .
  39. ↑ Fabio Maria Guarino. Structura femurului și a vertebrelor caudale autotome (postpygale) în scincul cu trei degete Chalcides chalcides (Reptilia: Squamata: Scincidae) și aplicabilitatea acesteia pentru determinarea vârstei și a ratei de creștere  //  Zoologischer Anzeiger - A Journal of Comparative Zoology. — 2010-03. — Vol. 248 , is. 4 . — P. 273–283 . - doi : 10.1016/j.jcz.2009.11.001 . Arhivat din original pe 17 iunie 2018.
  40. ↑ Thomas Mark Lehman, Holly Woodward Ballard. Modelarea ratelor de creștere pentru  dinozauri sauropode //  Paleobiologie. — Societatea Paleontologică, 2008-03-01. — Vol. 34 . - doi : 10.1666/0094-8373(2008)034[0264:MGRFSD]2.0.CO;2 . Arhivat din original pe 25 iulie 2021.
  41. ↑ RWM van Soest, WL van Utrecht. Structura stratificată a oaselor păsărilor ca posibilă indicație a vârstei  // Bijdragen tot de Dierkunde. — 14-06-1971. - T. 41 , nr. 1 . — p. 61–66 . — ISSN 2666-0644 0067-8546, 2666-0644 . - doi : 10.1163/26660644-04101008 . Arhivat din original pe 20 decembrie 2021.
  42. ↑ Klevezal G.A. , Kaller Salas A.V. , Kirpichev S.P. Despre determinarea vârstei păsărilor prin straturi din osul periostal // Jurnal zoologic. - 1972. - T. 92 , nr. 11 . - S. 1333-1348 . cit. de: Klevezal, Smirina, 2016
  43. ↑ Estelle Bourdon, Jacques Castanet, Armand de Ricqlès, Paul Scofield, Alan Tennyson. Semnele de creștere a oaselor relevă creșterea prelungită la kiwi din Noua Zeelandă (Aves, Apterygidae)  (engleză)  // Biology Letters. — 23.10.2009. — Vol. 5 , iss. 5 . — P. 639–642 . — ISSN 1744-957X 1744-9561, 1744-957X . - doi : 10.1098/rsbl.2009.0310 . Arhivat din original pe 24 noiembrie 2021.
  44. ↑ NS Suhanova. Modificări legate de vârstă ale structurii histologice în oasele membrelor păsărilor domestice  // Agricultural Science Euro-North-East. — 22.04.2021. - T. 22 , nr. 2 . — S. 264–277 . — ISSN 2072-9081 2500-1396, 2072-9081 . - doi : 10.30766/2072-9081.2021.22.2.264-277 . Arhivat din original pe 20 decembrie 2021.
  45. ↑ Richard C. Nelson, Theodore A. Bookhout. Numărările de straturi periostale nu sunt valabile pentru îmbătrânirea gâștelor din Canada  // Jurnalul de management al vieții sălbatice. — 1980-04. - T. 44 , nr. 2 . - S. 518 . - doi : 10.2307/3807992 . Arhivat din original pe 20 decembrie 2021.
  46. ↑ Wim Van Neer, Katrien Noyen, Bea De Cupere, Ingrid Beuls. Despre utilizarea straturilor endostale și a osului medular de la păsările domestice în studiile arheozoologice  (engleză)  // Journal of Archaeological Science. - 2002-02. — Vol. 29 , iss. 2 . — P. 123–134 . - doi : 10.1006/jasc.2001.0696 . Arhivat din original pe 7 martie 2022.
  47. ↑ Joanna Drozdowska, Włodzimierz Meissner. Modificările în numărul stratului de celule endostale ale oaselor lungi nu sunt adecvate pentru păsările în vârstă: Dovezi de la baltice razbills (Alca torda Linnaeus, 1758  )  // Zoologischer Anzeiger - A Journal of Comparative Zoology. — 2014-08. — Vol. 253 , iss. 6 . — P. 493–496 . - doi : 10.1016/j.jcz.2014.07.001 . Arhivat din original pe 27 iunie 2018.
  48. ↑ Klevezal, 2007 , p. 86-89.

Literatură