Model to generate phylogenetic missing stages of dinosaurs

• Autorzy: Sikorska-Piwowska Z. , Łukaszuk T.

Identyfikatory

DOI

10.14708/ma.v43i2.635

Warianty tytułu

PL

Model generujący brakujące ogniwa ewolucji dinozaurów

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

Aim of the paper is to present a mathematical method used to generate the missing stages of the evolution of fossil vertebrates. Considered excavations may be in the form of skeletons or the traces left by autopodium during locomotion of these animals. The research material contains selected dinosaurs, which features of locomotor apparatus were described in terms of chronology and habitat affiliation. They were formalized in the form of a numeric code by Sikorska-Piwowska [29]. The present paper has in view taking into account the adaptation and specialization traits of limbs and also the types of autopodium joints and basipodium specializations. The vector of binary features is assigned to each investigated form of Tetrapoda. It was taken the simplified assumption of statistical independence and equipoise of investigated features during the building of the model. There are no reasons for distinguishing any of them. The projection of the spatial image of dinosaurs’ locomotor apparatus development has the expression in the form of mathematical cladogram. This model verifies some evolution stages like origin of pre-birds lined with hypothetic form related with Coelophysis, one of the earliest known dinosaurs from upper Triassic. In such a manner Archeopteryx was left out from considerations as the ancestor of prebirds.

PL

Celem pracy jest przedstawienie matematycznej metody służącej do wygenerowania brakujących etapów ewolucji kopalnych kręgowców. Rozważane wykopaliska mogą występować w postaci szkieletów lub odcisków naskalnych. Materiałem badawczym są wybrane dinozaury, których cechy aparatu lokomocyjnego zostały opisane w kategoriach czasu i przynależności do danego środowiska oraz sformalizowane przez Sikorską-Piwowską [29]. Obecna praca ma na celu włączenie do obliczeń cech adaptacji i specjalizacji kończyn oraz typów stawów autopodium (rąk i stóp) i specjalizacji basipodium dotyczącego nadgarstka i stępu. Konstruowany jest model mający zastosowanie do testowania połączeń między badanymi formami i wyznaczania brakujących etapów ewolucji. Każda badana forma została oznaczona wektorem binarnym cech. Do budowy modelu przyjęto uproszczone założenie statystycznej niezależności i równoważności badanych cech, ponieważ nie ma podstaw do wyróżnienia którejkolwiek z nich. Projekcja form rozwojowych aparatu lokomocyjnego dinozaurów, jako punktów w wielowymiarowej przestrzeni cech, została wyrażona matematycznym kladogramem. Model ten weryfikuje między innymi stadia rozwojowe ptaków wiążąc je z Coelophysis - jedną z najwcześniejszych form dinosaurów pochodzących z górnego Triasu. Archaeopteryx zwany mylnie praptakiem został wykluczony z linii prowadzącej do ptaków.

Słowa kluczowe

EN

missing stages in phylogenetic of dinosaurs; parallel lineages in dinosaur phylogeny; mathematical model exposing the origin of birds; prebirds associated with Coelophysis not with Archaeopteryx

PL

brakujące ogniwa w filogenezie dinozaurów; paralelizm rozwojowy dinozaurów; matematyczny model pochodzenia ptaków; pierwotne ptaki powiązane z Coelophysis a nie z Archaeopteryx

• Wydawca: Polskie Towarzystwo Matematyczne
• Czasopismo: Mathematica Applicanda
• Rocznik: 2015
• Tom: Vol. 43, No. 2
• Strony: 123--143
• Opis fizyczny: Bibliogr. 36 poz., rys., tab.

Twórcy

autor

Sikorska-Piwowska Z.

• Medical University of Warsaw, Department of Descriptive and Clinical Anatomy, Center of Biostructure Research, ul. Chałubińskiego 5, 02-004 Warszawa, Poland

autor

Łukaszuk T.

• Bialystok University of Technology, Faculty of Computer Science, ul. Wiejska 45A, 15-351 Białystok, Poland

Bibliografia

• [1] Robert T. Bakker and Peter M. Galton. Dinosaur monophyly and a new class of vertebrates. 1974.
• [2] Roger B.J. Benson, Matthew T. Carrano, and Stephen L. Brusatte. A new clade of archaic large-bodied predatory dinosaurs (theropoda: Allosauroidea) that survived to the latest mesozoic. Naturwissenschaften, 97(1):71–78, 2010.
• [3] R. Berndt and E. Meise. Naturgeschichte der Vogel. Franckhsche Verlagshandlung, W. Kelleru. Co., Stuttgart, 1962.
• [4] A. Bidar and G. Demay, L. and Thomel. Sur la présence du dinosaurian compsognathus dans le portlandien de canjures (var). C.R. Acad. Sc. Paris. Ser. D, 275(21):2327–2329, 1972.
• [5] J.F. Bonaparte. Nuevos materials de lagosuchus talampayensis romer (thecodontia – pseudosuchia) y su significado en el origen de los saurischia. Chanarense inferior, Triásico medio de Argentina. Acta Geologica Lilloana, 13:1—-90, 1975.
• [6] A.F. De Lapparent and R Lavocat. Dinosauriens. Traité de paléontologie, Masson, Paris, pages 785–962, 1955.
• [7] Kevin De Queiroz. Ernst mayr and the modern concept of species. Proceedings of the National Academy of Sciences, 102(suppl 1):6600–6607, 2005.
• [8] Rosalie F. Ewer. The anatomy of the thecodont reptile euparkeria capensis broom. Philosophical Transactions of the Royal Society of London. Series B, Biological Sciences, pages 379–435, 1965.
• [9] J. Felsenstein. Phylip: phylogeny inference package (version 3.2). Cladistics, 5:164–166, 1989.
• [10] Peter M Galton. Manus movements of the coelurosaurian dinosaur Syntarsus and the opposability of the theropod hallux. National Museums of Southern Rhodesia, 1971.
• [11] Hartmut Haubold. Die fossilen saurierfährten. 1974.
• [12] R Hoffstetter. Thecodontia. Traité de paléontologie, 5:665–694, 1955.
• [13] Thomas R Holtz Jr. Dinosaurs: the most complete, up-to-date encyclopedia for dinosaur lovers of all ages. Random House LLC, 2007.
• [14] Kenneth K Kidd and Laura A Sgaramella-Zonta. Phylogenetic analysis: concepts and methods. American journal of human genetics, 23(3):235, 1971. PMID: 5089842 [PubMed] 1706731
• [15] James H Madsen Jr. Allosaurus fragilis: a revised osteology. 1976.
• [16] Mike. About everything dinosaur’s blog. 2012, blog
• [17] Sterling J Nesbitt. The early evolution of archosaurs: relationships and the origin of major clades. Bulletin of the American Museum of Natural History, pages 1–292, 2011. doi: 10.1206/352.1
• [18] John H Ostrom. The ancestry of birds. 1973.
• [19] John H Ostrom. Archaeopteryx and the origin of flight. Quarterly Review of Biology, pages 27–47, 1974. pdf
• [20] John H Ostrom. Archaeopteryx and the origin of birds. Biological Journal of the Linnean Society, 8(2):91–182, 1976. doi: 10.1111/j.1095-8312.1976.tb00244.x
• [21] John H Ostrom. The osteology of Compsognathus longipes Wagner. Zitteliana, 1978.
• [22] John H Ostrom and John Harold Ostrom. Osteology of Deinonychus antirrhopus, an unusual theropod from the Lower Cretaceous of Montana, volume 30. Peabody Museum of Natural History, Yale University, 1969.
• [23] Douglas Palmer. The marshall illustrated encyclopedia of dinosaurs and prehistoric animals. London: Marshall Editions, page 229, 1999.
• [24] Gregory S Paul and Kenneth Carpenter. Case 3506 allosaurus marsh, 1877 (dinosauria, theropoda): proposed conservation of usage by designation of a neotype for its type species allosaurus fragilis marsh, 1877. Bulletin of Zoological Nomenclature, 67:1, 2010.
• [25] Alfred Sherwood Romer. Osteology of the reptiles. Smith II, 1956.
• [26] Alfred Sherwood Romer. Aquatic adaptation in reptiles—primary or secondary. Annals of the South African Museum, 64:221–230, 1974.
• [27] Alfred Sherwood Romer. Vertebrate paleontology. 1974.
• [28] Paul C. Sereno. The origin and evolution of dinosaurs. Annual Review of Earth and Planetary Sciences, 25(1):435–489, 1997.
• [29] Z. Sikorska-Piwowska. Modele biologique de l’évolution de l’appareil locomoteur des tetrapodes. Zoologica Poloniae, 31(1-4), 1984.
• [30] Z. Sikorska-Piwowska. An estimation method of phylogenetic links of vertebrates based on characters of their locomotory apparatus. Zoologica Poloniae, 38(1-4), 1993.
• [31] Zdenek V. Spinar, Philip J. Currie, and Jan Sovak. The Great Dinosaurs: A Story of the Giants’ Evolution. Longmeadow Press, 1994.
• [32] R. Steel. Saurischia. handbuch der paläoherpetologie 14, 1970.
• [33] William Elgin Swinton. The dinosaurs. Allen & Unwin, 1970.
• [34] Philippe Taquet. Variation on rudimentation du membre anterieur chez les theropodes (dinosauria). In Mec. rudiment, org. embr. vert., Colloq. Toui, pages 333–339, 1976.
• [35] R.A. Thulborn. Dinosaur polyphyly and the classification of archosaurs and birds. Australian Journal of Zoology, 23(2):249–270, 1975.
• [36] David M. Williams and Sandra Knapp. Beyond cladistics: the branching of a paradigm, volume 3. Univ. of California Press, 2010.