Skelettkronologi

Skelettkronologi  är en metod som används för att bestämma ryggradsdjurens individuella ålder genom att räkna de så kallade tillväxtskikten i förkalkade delar av ryggradsdjurens skelett [1] [2] . Metoden används flitigt i moderna studier av levande och utdöda djurs ålder [2] [3] .

Termen "skelettkronologi" föreslogs av Jacques Castanet 1977 för att beskriva en metod för att bestämma ålder från mineraliserade skelettelement [4] [5] . Den har fått störst spridning bland herpetologer och batrakologer . Inom iktyologi och teriologi brukar termen " registrera strukturer " användas, eftersom åldersbestämning hos fisk och däggdjur oftare utförs på fjäll och tänder som inte är relaterade till skelettet [5] [1] .

Historik

Sedan början av 1900-talet började det dyka upp rapporter om att tillväxtlager bildas på grund av benvävnadens ojämna tillväxt under året. Redan då gjordes antaganden om att de kan användas för att bestämma åldern på fiskar [6] , amfibier och reptiler [5] [7] [8] , samt däggdjur [9] [10] [11] , men bevis av den årliga karaktären av bildandet av dessa lager var inte där ännu. Bevis började samlas på att tillväxtlagren i benen korrelerar med individernas kroppslängd och deras ålder [12] [13] [14] och återspeglar även perioder av torka [15] . Bevis på den årliga periodiciteten för bildandet av tillväxtlager av benvävnad började dyka upp under andra hälften av 1900-talet [16] [17] [18] . Med hjälp av skelettkronologi visades opålitligheten i att bestämma åldern på amfibier och reptiler utifrån kroppens linjära dimensioner [19] . Samtidigt började metoden användas flitigt i herpetologiska studier [1] .

Princip

I benvävnaden urskiljs lager, bestående av sektioner av olika tjocklek. Breda zoner bildas under perioden med aktiv tillväxt. Smala zoner, så kallade limningslinjer, motsvarar vilande perioder. Ett lager benvävnad från ett brett och smalt band motsvarar ett år [20] .

Registreringsstrukturer återspeglar säsongsmässiga förändringar i kroppens fysiologiska tillstånd som inträffar under diapaus [2] . Dessa förändringar har endogena orsaker, eftersom de också uppstår när djur placeras under konstanta förhållanden [21] [22] [23] . Hos djur som lever i regioner med milt klimat och suddig säsongsvariation är tillväxtskikten i benet dåligt uttryckta [24] .

Ofta observeras vävnadsresorption i benen, på grund av vilken tillväxtskikten som motsvarar de första levnadsåren förstörs. Hos små kallblodiga djur är den obetydlig, medan den hos medelstora och stora djur (sköldpaddor och krokodiler) är mer intensiv. Resorption är mest uttalad i benen hos varmblodiga djur som synapsider (inklusive däggdjur) och ornithodira (inklusive fåglar) [25] .

Benvävnad kan fixa olika intrasäsongsmässiga förändringar i kroppens fysiologiska tillstånd, vilket leder till tillväxthämning. Detta leder till bildandet av ytterligare linjer som inte är årliga [26] [27] . Som regel är sådana linjer mindre uttalade, vilket gör det möjligt att skilja dem från årliga [26] .

Applikation

Ryggradslösa djur

Hos vissa ryggradslösa djur är åldersbestämning möjlig från tillväxtlager i det yttre skelettet, såsom kalkskelettet hos koraller [28] eller skal från musslor [29] , brachiopoder [30] , tagghudingar [31] . Metoden kallades sklerokronologi i analogi med dendrokronologi [28] [29] . Ibland betraktas skelettkronologi som en sorts sklerokronologi [4] .

Fiskarna

Bestämningen av fiskens ålder utförs som regel av otoliter och fjäll som inte är relaterade till skelettet, men det är också möjligt att använda benen i gälskyddet , kotorna och fenornas strålar som registrering. strukturer [32] [2] [33] .

Amfibier och reptiler

Metoden används oftast för att bestämma åldern på moderna amfibier och reptiler, eftersom benen hos dessa djur inte genomgår inre omstrukturering [1] [25] . Valet av registreringsstrukturer beror på taxon . Som regel används rörformiga ben . För att bestämma åldern på ödlor och anuraner används således främst falanger av fingrar [1] [34] [35] , medan de är olämpliga för svansade amfibier på grund av deras höga regenerativa förmåga [36] . Det är också möjligt att använda andra tubulära ben, såsom lårbenet, tibia och fibula [35] [37] . Hos ormar är inspelningsstrukturerna ryggkotorna, inklusive stjärten [38] , eller några ben i skallen [36] . För en ödla med starkt reducerade lemmar, tretåkalciden  , har tillämpligheten av stjärtkotor också visats [39] . Hos krokodiler är åldersbestämning möjlig med hjälp av osteodermer [2] .

Metoden för åldersbestämning genom att registrera strukturer användes också för att uppskatta tillväxthastigheten för dinosaurier , men i det här fallet kompliceras bedömningen av det faktum att de så kallade "årsringarna" på bensnittet kunde bildas mer ofta än en gång om året, vilket är typiskt för moderna endotermer, och på så sätt jämna ut alla resultat som erhållits i sådana studier [40] .

Fåglar

De första försöken att identifiera tillväxtlager i benvävnaden hos fåglar var lovande [41] . Ett arbete som publicerades ett år senare rekommenderade inte användningen av fågelben som en registreringsstruktur utan ytterligare studier, eftersom tillväxtskikten i benhinnan detekterades inte över hela benets yta, utan i separata områden, och i endosten de var inte årliga [42] . Ytterligare studier har visat både positiva [43] [44] och negativa [45] [46] [47] resultat.

Däggdjur

Benvävnaden hos däggdjur är vanligtvis mycket vaskulariserad, och därför är nya lager föremål för ombyggnad. I olika grupper är dess hastighet olika, därför skiljer sig betydelsen av däggdjursbenvävnad som en registreringsstruktur också . Som en registreringsstruktur hos däggdjur används tandvävnader oftare [1] . Denna metod har kallats cementokronologi . Benvävnad används som en registreringsstruktur hos insektsätare , lagomorfer och gnagare [48] .

Anteckningar

  1. ↑ 1 2 3 4 5 6 Klevezal, Smirina, 2016 .
  2. ↑ 1 2 3 4 5 Buffrenil et al., 2021 , s. 627.
  3. ↑ Woodward et al., 2013 , s. 195-216.
  4. ↑ 1 2 J. Castanet. Åldersuppskattning och livslängd hos reptiler   // Gerontologi . - 1994. - Vol. 40 , iss. 2-4 . — S. 174–192 . — ISSN 0304-324X 1423-0003, 0304-324X . - doi : 10.1159/000213586 .
  5. ↑ 1 2 3 Smirina E. M. , Roitberg E. S. Utveckling av reptiltillväxtstudier i de riktningar som A.M. Sergeev  // Zoologisk tidskrift. - 2012. - T. 91 , nr 11 . - S. 1291-1301 . Arkiverad från originalet den 17 december 2021.
  6. ↑ Cunningham NA Tillväxtzoner i skelettstrukturerna hos Gadidae och Pleuronectidae  //  Årsrapport från Fiskeristyrelsen för Skottland. - 1904. - Vol. 23 . — S. 125–140 . Arkiverad från originalet den 8 februari 2022.
  7. ↑ Bryuzgin V.D. Om metodiken för att studera ålder och tillväxt hos reptiler // Rapporter från USSR:s vetenskapsakademi. - 1939. - T. 23 , nr 4 . — S. 402–404 . cit. av: Klevezal, Smirina, 2016
  8. ↑ William C. Senning. En studie av åldersbestämning och tillväxt av Necturus maculosus baserad på parasfenoidbenet  //  American Journal of Anatomy. - 1940-05. — Vol. 66 , iss. 3 . — S. 483–495 . - ISSN 1553-0795 0002-9106, 1553-0795 . - doi : 10.1002/aja.1000660307 . Arkiverad från originalet den 17 december 2021.
  9. ↑ Kler V. O. Till metodiken för att studera tillväxtperiodicitet // Russian Zoological Journal. - 1927. - T. 7 , nr 4 . — s. 114–133 . cit. av: Klevezal, Smirina, 2016
  10. ↑ Chapsky K.K. Bestämning av vissa däggdjurs ålder genom benmikrostruktur // Izv. Naturvetenskapliga institutet im. P.F. Lesgaft. - 1952. - T. 25 . — s. 47–67 . cit. av: Klevezal, Smirina, 2016
  11. ↑ Meyer M.N. Om åldersvariationen hos den lilla markekorren // Zoological Journal. - 1957. - T. 36 , nr 9 . - S. 1393-1402 . cit. av: Klevezal, Smirina, 2016
  12. ↑ Petter-Rousseaux A. Recherches sur la croissance et le cycle d'activité testiculaire de Natrix natrix helvetica (Lacépède)  (franska)  // La terre et la vie. - 1953. - S. 175-223 . Arkiverad från originalet den 26 december 2021.
  13. ↑ Mattox NT Ringformade ringar i sköldpaddornas långa ben och deras korrelation med storlek  //  Transaktioner från Illinois State Academy of Science. - 1935. - Vol. 28 . - S. 255-256 . Arkiverad från originalet den 12 februari 2022.
  14. ↑ Frank E. Peabody. Årliga tillväxtzoner hos levande och fossila ryggradsdjur  (engelska)  // Journal of Morphology. — 1961-01. — Vol. 108 , utg. 1 . — S. 11–62 . — ISSN 1097-4687 0362-2525, 1097-4687 . - doi : 10.1002/jmor.1051080103 . Arkiverad från originalet den 26 december 2021.
  15. ↑ Frank E. Peabody. En Kansas Drouth inspelad i tillväxtzoner av en Bullsnake  // Copeia. — 1958-06-18. - T. 1958 , nr. 2 . - S. 91 . - doi : 10.2307/1440547 . Arkiverad från originalet den 26 december 2021.
  16. ↑ Smirina E. M. Årliga lager i benen hos den vanliga grodan (Rana temporaria) // Zoologisk tidskrift. - 1972. - T. 51 , nr 10 . - S. 1529-1534 . cit. av: Klevezal, Smirina, 2016
  17. ↑ Jacques Castanet, Guy Naulleau. Données expérimentales sur la valeur des marques squelettiques comme indikere de l'âge chez Vipera aspis (L.) (Ophidia, Viperidae)  (franska)  // Zoologica Scripta. — 1974-08. — Vol. 3 , livr. 5-6 . — S. 201–208 . - ISSN 1463-6409 0300-3256, 1463-6409 . - doi : 10.1111/j.1463-6409.1974.tb00817.x . Arkiverad från originalet den 17 december 2021.
  18. ↑ Nishiwaki M. , Ohsumi S. , Kasuya T. Ålderskaraktäristika i spermvalens underkäke  //  The Norwegian Whaling Gazette. - 1961. - Vol. 50 . - S. 499-507 . cit. av: Klevezal, Smirina, 2016
  19. ↑ Smirina E. M. Om tillväxthastigheten och överlevnadshastigheten för gräsgrodor (Rana temporaria) under de första levnadsåren // Zoological Journal. - 1980. - T. 59 , nr 12 . - S. 1831-1840 . cit. av: Klevezal, Smirina, 2016
  20. ↑ Smirina, 1989 , sid. 145.
  21. ↑ Federico Marangoni, Eduardo Schaefer, Rodrigo Cajade, Miguel Tejedo. Tillväxtmärkesbildning och kronologi för två neotropiska anuranarter  (engelska)  // Journal of Herpetology. — 2009-09. — Vol. 43 , iss. 3 . — S. 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 indikere de l'âge chez Vipera aspis (L.) (Ophidia, Viperidae)  (engelska)  // Zoologica Scripta. — 1974-08. — Vol. 3 , iss. 5-6 . — S. 201–208 . - ISSN 1463-6409 0300-3256, 1463-6409 . - doi : 10.1111/j.1463-6409.1974.tb00817.x . Arkiverad från originalet den 17 december 2021.
  23. ↑ N. Mrosovsky. Circannual cycles in golden-mantled ground squirrels: fall and spring cold pulses  (engelska)  // 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. Tillämpning av skelettkronologi i åldrande larver av salamandrar Gyrinophilus porphyriticus och Pseudotriton ruber  //  Journal of Herpetology. — 2006-03. — Vol. 40 , iss. 1 . — S. 85–90 . — ISSN 0022-1511 . - doi : 10.1670/42-05N.1 . Arkiverad från originalet den 26 december 2021.
  25. ↑ 1 2 Buffrenil et al., 2021 , sid. 634-636.
  26. ↑ 1 2 Smirina, 1989 , sid. 151.
  27. ↑ Buffrenil et al., 2021 , sid. 636.
  28. ↑ 12 R.W. _ Buddemeier, JE Maragos, DW Knutson. Radiografiska studier av revkoralls exoskelett: Koralltillväxthastigheter och mönster  //  Journal of Experimental Marine Biology and Ecology. — 1974-01. — Vol. 14 , iss. 2 . — S. 179–199 . - doi : 10.1016/0022-0981(74)90024-0 . Arkiverad från originalet den 15 juni 2022.
  29. ↑ 1 2 Zolotarev V.N. Sklerokronologi för marina musslor / Ed. ed. Zaitsev Yu. P. - Kiev: Nauchnaya Dumka, 1989. - P. 4. - 112 sid. — ISBN 5-12-000797-x .
  30. ↑ G. R. Clark. Tillväxtlinjer i ryggradslösa skelett  //  Annual Review of Earth and Planetary Sciences. - 1974-05. — Vol. 2 , iss. 1 . — S. 77–99 . — ISSN 1545-4495 0084-6597, 1545-4495 . - doi : 10.1146/annurev.ea.02.050174.000453 . Arkiverad från originalet den 17 december 2021.
  31. ↑ Weber JN [ https://scholarspace.manoa.hawaii.edu/bitstream/10125/3984/v23n4-452-466.pdf Ursprunget till koncentrisk bandning i spines of the Tropical Echinoid Heterocentrotus]  //  Pacific Science . - 1969. - Vol. 23 . - s. 452-466 . Arkiverad från originalet den 17 december 2021.
  32. ↑ Mina M. V. , Klevezal G. A. Självbiografier av djur. M: Kunskap. 1970
  33. ↑ Chugunova, 1959 , sid. 60-72.
  34. ↑ Estación Biológica de Doñana-CSIC, Sevilla, Spanien, M. Comas, S. Reguera, Universidad de Granada, Spanien, FJ Zamora–Camacho. Jämförelse av effektiviteten av falanger vs. humeri och lårben för att uppskatta ödlans ålder med skelettkronologi  // Animal Biodiversity and Conservation. - 2016. - T. 39 , nr. 2 . — S. 237–240 . - doi : 10.32800/abc.2016.39.0237 . Arkiverad från originalet den 20 december 2021.
  35. ↑ 1 2 Ella Smirina, Natalia Ananjeva. Tillväxtlager i ben och acrodontänder hos agamidödlan 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 . Arkiverad från originalet den 21 december 2021.
  36. ↑ 1 2 Smirina, 1989 , sid. 147.
  37. ↑ Smirina, 1989 , sid. 146-147.
  38. ↑ Waye HL , Gregory PT Bestämning av åldern på strumpebandsormar (Thamnophis spp. ) med hjälp av skelettkronologi   // Canadian Journal of Zoology. - 1998. - Vol. 76 , nr. 2 . - s. 288-294 . - doi : 10.1139/z97-201 .
  39. ↑ Fabio Maria Guarino. Struktur av lårbenet och autotoma (postpygala) kaudala kotor i tretåig hud Chalcides chalcides (Reptilia: Squamata: Scincidae) och dess tillämplighet för bestämning av ålder och tillväxthastighet  //  Zoologischer Anzeiger - A Journal of Comparative Zoology. — 2010-03. — Vol. 248 , utg. 4 . — S. 273–283 . - doi : 10.1016/j.jcz.2009.11.001 . Arkiverad från originalet den 17 juni 2018.
  40. ↑ Thomas Mark Lehman, Holly Woodward Ballard. Modellera tillväxthastigheter för  sauropoddinosaurier //  Paleobiology. — Paleontologiska sällskapet, 2008-03-01. — Vol. 34 . - doi : 10.1666/0094-8373(2008)034[0264:MGRFSD]2.0.CO;2 . Arkiverad från originalet den 25 juli 2021.
  41. ↑ RWM van Soest, WL van Utrecht. Den skiktade strukturen av fåglars ben som en möjlig indikation på ålder  // Bijdragen tot de Dierkunde. — 1971-06-14. - T. 41 , nej. 1 . — s. 61–66 . — ISSN 2666-0644 0067-8546, 2666-0644 . - doi : 10.1163/26660644-04101008 . Arkiverad från originalet den 20 december 2021.
  42. ↑ Klevezal G.A. , Kaller Salas A.V. Kirpichev S.P. Om bestämning av fåglarnas ålder efter lager i periostealbenet // Zoological Journal. - 1972. - T. 92 , nr 11 . - S. 1333-1348 . cit. av: Klevezal, Smirina, 2016
  43. ↑ Estelle Bourdon, Jacques Castanet, Armand de Ricqlès, Paul Scofield, Alan Tennyson. Bentillväxtmärken avslöjar utdragen tillväxt i Nya Zeelands kiwi (Aves, Apterygidae)  (engelska)  // Biology Letters. — 2009-10-23. — Vol. 5 , iss. 5 . — S. 639–642 . — ISSN 1744-957X 1744-9561, 1744-957X . - doi : 10.1098/rsbl.2009.0310 . Arkiverad från originalet den 24 november 2021.
  44. ↑ NS Sukhanova. Åldersrelaterade förändringar av den histologiska strukturen i lembenen hos tamhöns  // Agricultural Science Euro-North-East. — 2021-04-22. - T. 22 , nej. 2 . — S. 264–277 . — ISSN 2072-9081 2500-1396, 2072-9081 . - doi : 10.30766/2072-9081.2021.22.2.264-277 . Arkiverad från originalet den 20 december 2021.
  45. ↑ Richard C. Nelson, Theodore A. Bookhout. Antal periosteala lager ogiltiga för åldrande kanadagäss  // The Journal of Wildlife Management. — 1980-04. - T. 44 , nej. 2 . - S. 518 . - doi : 10.2307/3807992 . Arkiverad från originalet den 20 december 2021.
  46. ↑ Wim Van Neer, Katrien Noyen, Bea De Cupere, Ingrid Beuls. On the Use of Endosteal Layers and Medullary Bone from Domestic Fowl in Archaeozoological Studies  (engelska)  // Journal of Archaeological Science. - 2002-02. — Vol. 29 , iss. 2 . — S. 123–134 . - doi : 10.1006/jasc.2001.0696 . Arkiverad från originalet den 7 mars 2022.
  47. ↑ Joanna Drozdowska, Włodzimierz Meissner. Förändringar i antalet långa ben i endosteala cellskikt är inte lämpliga för åldrande fåglar: Bevis från baltiska alkar (Alca torda Linnaeus, 1758  )  // Zoologischer Anzeiger - A Journal of Comparative Zoology. — 2014-08. — Vol. 253 , iss. 6 . — S. 493–496 . - doi : 10.1016/j.jcz.2014.07.001 . Arkiverad från originalet den 27 juni 2018.
  48. ↑ Klevezal, 2007 , sid. 86-89.

Litteratur