Mellankotskivorna förbinder kotorna och ger ryggraden dess rörlighet. Skivan består av en broskaktig fibrös ring och en gelatinös kärna som buffert. Det har alltid antagits att endast människor och andra däggdjur har skivor. En missuppfattning, som ett forskarlag under ledning av universitetet i Bonn nu har upptäckt:Även Tyrannosaurus rex kunde ha drabbats av en diskhalka. Resultaten har nu publicerats i tidskriften Vetenskapliga rapporter .

Dagens ormar och andra reptiler har inte intervertebrala skivor; istället, deras kotor är förbundna med så kallade kulleder. Här, den kulformade ändytan på en kota passar in i en skålformad fördjupning av den intilliggande kotan, liknar en mänsklig höftled. Däremellan finns brosk och ledvätska för att hålla leden rörlig. Denna evolutionära konstruktion är bra för dagens reptiler, eftersom det förhindrar den fruktade skivan, som orsakas av att delar av disken glider ut i ryggmärgskanalen.

"Jag hade svårt att tro att antika reptiler inte hade intervertebrala skivor, " säger paleontologen Dr Tanja Wintrich från sektionen paleontologi vid Institutet för geovetenskaper vid universitetet i Bonn. Hon märkte att ryggkotorna hos de flesta dinosaurier och forntida marina reptiler ser väldigt lika ut som människors — det vill säga, de har inte kulleder. Hon undrade därför om utdöda reptiler hade intervertebrala skivor, men hade "ersatt" dessa med kulleder under evolutionens gång.

Jämförelse av dinosauriernas kotor med djur som fortfarande lever idag

För detta ändamål, forskarteamet under ledning av Tanja Wintrich och med deltagande av universitetet i Köln och TU Bergakademie Freiberg samt forskare från Kanada och Ryssland undersökte totalt 19 olika dinosaurier, andra utdöda reptiler, och djur som fortfarande lever idag. Forskarna drog slutsatsen att intervertebrala skivor inte bara förekommer hos däggdjur. För dessa undersökningar, kotor som fortfarande var i anslutning analyserades med olika metoder.

Förvånande, Dr Wintrich har nu också kunnat påvisa att rester av brosk och även andra delar av mellankotskivan nästan alltid finns bevarade i sådana uråldriga exemplar, inklusive marina reptiler som ichthyosaurs och dinosaurier som Tyrannosaurus. Hon spårade sedan utvecklingen av de mjuka vävnaderna mellan ryggkotorna längs landdjurens släktträd, som för 310 miljoner år sedan delades upp i däggdjurslinjen och dinosaurie- och fågellinjen.

Mellankotskivor uppstod flera gånger under evolutionen

Det var tidigare okänt att mellankotskivorna är en mycket gammal egenskap. Fynden visar också att intervertebrala skivor utvecklades flera gånger under evolutionen hos olika djur, och ersattes förmodligen av kulleder två gånger hos reptiler. "Anledningen till att mellankotskivan byttes ut kan vara att den är mer känslig för skador än en kulled, " säger Dr Wintrich. Ändå, däggdjur har alltid behållit intervertebrala skivor, upprepar det välbekanta mönstret att de är ganska begränsade i sin evolutionära flexibilitet. "Denna insikt är också central för den medicinska förståelsen av människor. Människokroppen är inte perfekt, och dess sjukdomar speglar vår långa evolutionära historia, ", tillägger paleontologen Prof. Dr. Martin Sander från universitetet i Bonn.

När det gäller forskningsmetoder, teamet byggde inte bara på paleontologi, men också om medicinsk anatomi, utvecklingsbiologi och zoologi. Under mikroskopet, dinosaurieben kapade med en bergsåg och sedan malda mycket tunt ger information som är jämförbar med histologiska sektioner av fixerad och inbäddad vävnad från existerande djur. Detta gör det möjligt att överbrygga evolutionens långa perioder och identifiera utvecklingsprocesser. Prof. Sander anmärker:"Det är verkligen fantastiskt att brosket i leden och uppenbarligen även själva disken kan överleva i hundratals miljoner år."

Dr Wintrich, som nu arbetar vid Institute of Anatomy vid universitetet i Bonn, är glad över samarbetet mellan fälten som har gjort denna tvärvetenskapliga förståelse möjlig i första hand:"Vi fann att inte ens Tyrannosaurus rex var skyddad mot diskhalkade." Endast fågelliknande rovdinosaurier utvecklade då också kulleder och sadelleder, fortfarande ses i dagens fåglar. Likaså, sådana kulleder var en avgörande fördel för stabiliteten i ryggraden hos de största dinosaurierna, de långhalsade dinosaurierna.

Denna brygga mellan paleontologi och medicin är avgörande i Tyskland. Anatomen Prof. Dr Karl Schilling från universitetet i Bonn, som inte var involverad i den nya studien, rapporterar:"I USA, i kontrast, dinosaurieforskare och evolutionsbiologer är ofta nära involverade i medicinsk utbildning, speciellt inom anatomi och embryologi. Detta ger unga läkare ett perspektiv som blir allt viktigare i en snabbt föränderlig miljö."