uu.seUppsala University Publications
Change search
CiteExportLink to record
Permanent link

Direct link
Cite
Citation style
  • apa
  • harvard1
  • ieee
  • modern-language-association
  • vancouver
  • Other style
More styles
Language
  • de-DE
  • en-GB
  • en-US
  • fi-FI
  • nn-NO
  • nn-NB
  • sv-SE
  • Other locale
More languages
Output format
  • html
  • text
  • asciidoc
  • rtf
Evolution of the Vascular Pattern in Mammals: Using Synchrotron Imaging to Visualise Hidden 3D Structures
Uppsala University, Disciplinary Domain of Science and Technology, Earth Sciences, Department of Earth Sciences.
2017 (English)Independent thesis Advanced level (degree of Master (Two Years)), 20 credits / 30 HE creditsStudent thesisAlternative title
Utveckling av det vaskulära mönstret hos däggdjur : Användning av Synchrotron avbildning för att visualisera dolda 3D-strukturer (Swedish)
Abstract [en]

The morphology and histology of long bones are important tools for understanding tetrapod locomotion and growth. In mammals, the epiphyses of long bones ossify from a secondary centre of ossification. The consensus is that vascular canals are closely tied to the formation of these centres. However, the epiphyseal vascular organisation differs significantly between each major clade of mammals: Eutheria, Metatheria and Monotremata. Previous studies on the distribution of canals mainly examined 2D thinsections, which has led to inaccurate interpretations of their three-dimensionality. This study uses propagation phase-contrast X-ray microtomography to visualise the epiphyseal vascularisation of humeri from the eutherian Dasypus novemcinctus, the metatherian Didelphis marsupialis and the monotreme Tachyglossus aculeatus in 3D, to update on the known variability in extant mammals. Additionally, humeri from two stem-mammals, Galesaurus planiceps and Morganucodon sp., are included to infer the ancestral condition for Mammalia. Two types of canals are considered; piercing canals that pierce through the metaphysis, and cartilage canals that are connected to the perichondrium. Cartilage canals are reported in D. marsupialis, where these were previously thought to be absent. Traces of cartilage canals are also found in Morganucodon sp. Both fossil taxa exhibit piercing canals, as in monotremes and eutherians, although the canals are more numerous in the fossils. The distribution of cartilage canals therefore is wider than previously assumed. This new fossil data shows that both types of canals have evolved within the mammalian stem-group, thereby suggesting that the process involving both types of canals for ossifying epiphyses is relatively ancient.

Abstract [sv]

Ett barn som råkar ut för en olycka löper en lägre risk att bryta ett ben än en vuxen i samma situation. Detta beror på att benen hos barn ännu inte är fullständigt ossifierade, utan fortfarande delvis består av brosk, särskilt vid extremiteterna. Brosk är mindre sprött än ben och är därför flexiblare vid belastning och stötar. När benen sedan ”mognar” blir brosket i benändarna utbytta mot benvävnad. Detta stärker de större lederna, till exempel våra armbågar, knän och höftleder. Den här processen sker inte bara hos människor, utan också hos andra däggdjur. Flera andra studier har sedan tidigare visat att blodkärl i brosket är inblandade i att byta ut brosket mot ben. Mönstret i vilket dessa blodkärl uppträder varierar dock mellan de olika däggdjursgrupperna (placentadäggdjur, pungdjur och äggläggande kloakdjur). Vissa kanaler är i förbindelse med benskaftet (diafysen), medan andra är anslutna till det yttre skiktet av brosk. Tidigare har forskare studerat dessa blodkärl med hjälp av tvådimensionella tvärsnitt men eftersom organisationen av dessa blodkärl är tredimensionell saknas således viktig spatial information. Detta har i sin har lett till felaktiga tolkningar. Denna studie använder synkrotronskanning för att visualisera det tredimensionella mönstret av blodkärl i rörben från flertalet olika levande däggdjur och två utdöda djur vilka är närbesläktade med däggdjuren. För de levande däggdjuren använde vi den niobandade bältan (ett placentadäggdjur), den storörade opossumen (ett pungdjur) och det kortnäbbade myrpiggsvinet (ett kloakdjur). De två fossila benen som analyserades kommer från Morganucodon och Galesaurus (som trots namnet alltså inte är en dinosaurie). Mönstret i bältdjuren är mycket likt det hos människor. Vi har funnit flera blodkärl i brosket av opossumen, där tidigare studier hävdade att kärl saknades. Även om blodkärl i sig inte kan hittas i fossil på grund av att mjukvävnad ofta inte bevaras, indikerar hål i de beniga extremiteterna av Morganucodon att det fanns faktiska blodkärl där. I fossilen fann vi också betydligt fler kanaler som var kopplade till benskaftet än hos de levande däggdjuren. Således visar denna studie att det finns en större variation i organisationen av blodkärl i brosk än vad som tidigare har beskrivits. Kanaler i fossilen indikerar dessutom att den mekanism som utvecklar våra större leder har mycket djupa evolutionära rötter: den utvecklades redan före uppkomsten av däggdjur.

Place, publisher, year, edition, pages
2017. , 52 p.
Series
Examensarbete vid Institutionen för geovetenskaper, ISSN 1650-6553 ; 402
Keyword [en]
Secondary ossification centres, Mammalia, vascularity, limb-bone evolution
Keyword [sv]
Sekundära ossifieringscentra, däggdjur, vaskuläritet, lembensutveckling
National Category
Evolutionary Biology
Identifiers
URN: urn:nbn:se:uu:diva-325145OAI: oai:DiVA.org:uu-325145DiVA: diva2:1113295
Educational program
Master Programme in Earth Science
Presentation
2017-05-31, Norrland 1, Geocentrum, Villavägen 16, Uppsala, 15:16 (English)
Supervisors
Examiners
Available from: 2017-06-22 Created: 2017-06-21 Last updated: 2017-06-22Bibliographically approved

Open Access in DiVA

The full text will be freely available from 2020-06-21 15:34
Available from 2020-06-21 15:34

By organisation
Department of Earth Sciences
Evolutionary Biology

Search outside of DiVA

GoogleGoogle Scholar

Total: 44 hits
CiteExportLink to record
Permanent link

Direct link
Cite
Citation style
  • apa
  • harvard1
  • ieee
  • modern-language-association
  • vancouver
  • Other style
More styles
Language
  • de-DE
  • en-GB
  • en-US
  • fi-FI
  • nn-NO
  • nn-NB
  • sv-SE
  • Other locale
More languages
Output format
  • html
  • text
  • asciidoc
  • rtf