Däggdjur är unika på många sätt. Vi är varmblodiga och smidiga i jämförelse med våra reptilsläktingar.

Men en ny studie, finansieras av National Science Foundation (NSF) och leds av Harvard University-forskarna Stephanie Pierce och Katrina Jones, antyder att vi är unika på ytterligare ett sätt – sminket av våra ryggar. Forskarna beskriver sitt fynd i en artikel som publicerades denna vecka i tidskriften Vetenskap .

"Ryggraden är i grunden som en serie pärlor på ett snöre, där varje pärla representerar ett enda ben – en kota, sa Pierce, curator för ryggradsdjurspaleontologi vid Harvard. "Hos de flesta fyrbenta djur, som ödlor, kotorna ser alla ut och fungerar likadant.

"Men däggdjurens ryggrad är olika. De olika sektionerna eller regionerna av ryggraden - som nacken, bröstkorgen och nedre delen av ryggen — antar mycket olika former. De fungerar separat och kan därför anpassa sig till olika sätt att leva, som att springa, flygande, gräver och klättrar."

Medan däggdjursryggraden är specialiserade, de regioner som ligger bakom dem ansågs vara gamla, går tillbaka till de tidigaste landdjuren.

Däggdjur gjorde det mesta av den befintliga anatomiska ritningen, eller så trodde forskarna. Dock, den nya studien utmanar denna idé genom att titta på fossilregistret.

"Det finns inga djur som lever idag som registrerar övergången från en "ödlaliknande" förfader till ett däggdjur, sa Jones, huvudförfattare till studien. "Att göra det, vi måste dyka in i fossilregistret och titta på däggdjurens utdöda föregångare, de icke-däggdjurssynapsider."

Dessa gamla förfäder har nyckeln till att förstå ursprunget till däggdjursspecifika egenskaper, inklusive ryggraden.

Men att studera fossiler är inte lätt. "Fossiler är få och att hitta utdöda djur med alla 25 plus kotor på plats är otroligt sällsynt, " sa Jones.

För att ta itu med detta problem, forskarna finkammade museisamlingar runt om i världen för att studera de bäst bevarade fossilerna av djur som levde för cirka 320 miljoner år sedan.

"När man ser in i det gamla förflutna, en tidig förändring i däggdjurens ryggrad var ett viktigt första steg i deras utveckling, sa Dena Smith, en programdirektör vid NSF:s avdelning för geovetenskaper, som finansierade forskningen. "Förändringar i ryggraden över tid gjorde att däggdjur kunde utvecklas till de otaliga arter vi känner idag."

Pierce och Jones, tillsammans med medförfattaren Ken Angielczyk från Field Museum i Chicago, undersökt dussintals fossila ryggar, samt mer än 1, 000 kotor av levande djur, inklusive möss, alligatorer, ödlor och groddjur.

De ville ta reda på om däggdjurens ryggradsregioner var så gamla som man tidigare trott, eller om däggdjur gjorde något unikt.

"Om vertebrala regioner hade förblivit oförändrade genom evolutionen, som hypotesen, vi förväntar oss att se samma regioner i de icke-däggdjurssynapsider som vi ser hos däggdjur idag, sa Pierce.

Men så verkar det inte vara. När forskarna jämförde kotornas placering och form, de hittade något överraskande. Ryggraden hade fått nya regioner under däggdjursutvecklingen.

"De tidigaste icke-däggdjurssynapsiderna hade färre regioner än levande däggdjur, sa Jones.

För cirka 250 miljoner år sedan, en ny region utvecklades nära axlarna och frambenen. Dramatiska förändringar började också dyka upp i frambenen på djur som kallas icke-däggdjursterapier.

Dessa samtidiga utvecklingar, forskarna tror, inträffade troligen i samband med förändringar i hur varelser gick och sprang.

"Det verkar finnas någon form av överhörning under utvecklingen mellan vävnaderna som bildar ryggkotorna och skulderbladet, " sa Pierce. "Vi tror att denna interaktion resulterade i att en region nära axeln lades till när våra förfäders framben utvecklades för att anta nya former och funktioner."

Senare, ett område uppstod nära bäckenet. "Det är den här sista regionen, den ryggradslösa ländryggen, som verkar kunna anpassa sig mest till olika miljöer, sa Pierce.

Det sista steget i att bygga däggdjurets ryggrad kan vara kopplat till förändringar i Hox-gener, viktiga för ryggradsregioner tidigt i deras utveckling.

"Vi har kunnat skapa kopplingar mellan förändringar i skeletten hos utdöda djur och idéer inom modern utvecklingsbiologi och genetik, "Sade Jones. "Detta kombinerade tillvägagångssätt hjälper oss att förstå vad som gör ett däggdjur till ett däggdjur."