Tetrakojai: žuvys iš vandens

Seymouria (Seymouria baylorensis), ankstyvojo Permo laikotarpio tetrapodas, rastas kaip fosilija Šiaurės Amerikoje.

wrangel / Getty Images

Tai vienas iš ikoniškiausių evoliucijos vaizdų: prieš 400 ar daugiau milijonų metų, priešistoriniame geologinio laiko migloje, drąsi žuvis sunkiai išlipa iš vandens ir į žemę, reprezentuodama pirmąją stuburinių invazijos bangą, kuri veda į dinozaurai, žinduoliai ir žmonės. Logiškai mąstant, žinoma, mes nesame skolingi pirmajam tetrapodui (graikiškai „keturios pėdos“), nei pirmajai bakterijai ar pirmajai kempinei, tačiau kažkas apie šį lėkštą gyvūną vis tiek traukia mūsų širdį.

Kaip dažnai nutinka, šis romantiškas vaizdas nelabai atitinka evoliucinę tikrovę. Prieš 350–400 milijonų metų įvairios priešistorinės žuvys įvairiu metu išropojo iš vandens, todėl beveik neįmanoma nustatyti „tiesioginio“ šiuolaikinių stuburinių protėvių. Tiesą sakant, daugelis garsiausių ankstyvųjų tetrapodų turėjo septynis ar aštuonis skaitmenis kiekvienos galūnės gale ir, kadangi šiuolaikiniai gyvūnai griežtai laikosi penkių pirštų kūno plano, tai reiškia, kad šie tetrapodai buvo evoliucinė aklavietė. priešistoriniai varliagyviai kad paskui juos.

Ištakos

Ankstyviausi tetrapodai išsivystė iš skilčių pelekų žuvų, kurios labai skyrėsi nuo skilčių pelekų žuvų. Nors šiandien vandenynuose rajupelekės žuvys yra labiausiai paplitusi žuvų rūšis, vienintelės skiltelinės žuvys planetoje yra plaučiai ir koelakantai Manoma, kad pastarieji išnyko prieš dešimtis milijonų metų, kol 1938 m. pasirodė gyvas egzempliorius. Skiltelinių žuvų dugniniai pelekai išsidėstę poromis ir paremti vidiniais kaulais – būtinos sąlygos šiems pelekams. išsivystyti į primityvias kojas. Skiltelinės žuvys devono laikotarpiu, prireikus, jau galėjo kvėpuoti oru per „spirales“ savo kaukolėse.

Ekspertų nuomonės skiriasi dėl aplinkos spaudimo, paskatinusio skilteles žuvis paversti vaikščiojančiais, kvėpuojančiais tetrapodais, tačiau viena teorija teigia, kad sekliuose ežeruose ir upėse, kuriose gyveno šios žuvys, vyravo sausra, o tai buvo palanki rūšims, galinčioms išgyventi sausomis sąlygomis. Kita teorija teigia, kad ankstyviausius tetrapodus tiesiogine prasme išvijo iš vandens didesnės žuvys – sausoje žemėje buvo gausu vabzdžių ir augalinio maisto, o pavojingų plėšrūnų trūko. Bet kuri skiltelinė žuvis, pakliuvusi į žemę, būtų atsidūrusi tikrame rojuje.

Evoliucine prasme sunku atskirti pažangiausias skilteles turinčias žuvis nuo primityviausių tetrapodų. Trys svarbios gentys, esančios arčiau žuvų spektro galo, buvo Eusthenopteron, Panderichthys ir Osteolopis, kurios visą laiką praleido vandenyje, tačiau turėjo latentinių tetrapodo savybių. Iki šiol beveik visi šių tetrapodų protėviai buvo kilę iš šiaurės Atlanto vandenyno iškastinių telkinių, tačiau Australijoje atradus Gogonasą, teorija, kad sausumoje gyvenantys gyvūnai kilę iš šiaurinio pusrutulio, buvo pagrįstas.

Ankstyvieji tetrakojai ir „žuvakojai“

Mokslininkai kadaise sutiko, kad ankstyviausi tikrieji tetrapodai atsirado maždaug prieš 385–380 milijonų metų. Visa tai pasikeitė, kai Lenkijoje neseniai buvo aptiktos tetrapodo pėdsakų žymės, datuojamos prieš 397 milijonus metų, o tai evoliucijos kalendorių atšauktų 12 milijonų metų. Jei pasitvirtins, šis atradimas paskatins tam tikrą evoliucinio sutarimo peržiūrą.

Kaip matote, tetrapodų evoliucija toli gražu nėra įrašyta į akmenį – tetrapodai evoliucionavo daugybę kartų skirtingose ​​vietose. Vis dėlto yra keletas ankstyvųjų tetrapodų rūšių, kurias ekspertai laiko daugiau ar mažiau galutinėmis. Svarbiausias iš jų yra Tiktaalik, kuris, kaip manoma, buvo įsitvirtinęs tarp į tetrapodą panašių skilčių pelekų žuvų ir vėlesnių, tikrų tetrapodų. Tiktaalikas buvo palaimintas primityviu riešų atitikmeniu, kuris galėjo padėti jam atsiremti į tvirtus priekinius pelekus palei seklių ežerų pakraščius, taip pat tikru kaklu, suteikdamas jam taip reikalingą lankstumą ir mobilumą greito plaukimo metu. žygiai į sausą žemę.

Dėl savo tetrapodo ir žuvies savybių derinio Tiktaalik dažnai vadinamas „žuvakojais“, kuris taip pat kartais taikomas pažengusioms skiltelinėms žuvims, tokioms kaip Eusthenopteron ir Panderichthys. Kitas svarbus žuvienė buvo Ichthyostega, kuri gyveno maždaug penkis milijonus metų po Tiktaalik ir pasiekė panašų garbingą dydį - maždaug penkių pėdų ilgio ir 50 svarų.

Tikri tetrapodai

Iki neseniai atrasto Tiktaalik, garsiausias iš visų ankstyvųjų tetrapodų buvoAcanthostega, kuris datuojamas maždaug prieš 365 mln. Šis lieknas padaras turėjo gana gerai išsivysčiusias galūnes, taip pat tokius „žuvingus“ bruožus kaip šoninė jutimo linija, einanti išilgai jo kūno. Kiti panašūs šio bendro laiko ir vietos tetrapodai buvo Hynerpeton, Tulerpeton ir Ventastega.

Paleontologai kažkada manė, kad šie vėlyvojo devono tetrapodai daug laiko praleido sausumoje, tačiau dabar manoma, kad jie daugiausia ar net visiškai buvo vandenyje, tik tada, kai buvo būtina, naudojo savo kojas ir primityvius kvėpavimo aparatus. Svarbiausias atradimas apie šiuos tetrapodus buvo skaitmenų skaičius ant jų priekinių ir užpakalinių galūnių: nuo 6 iki 8, o tai aiškiai rodo, kad jie negalėjo būti vėlesnių penkiapirščių tetrapodų ir jų žinduolių, paukščių ir paukščių protėviai. roplių palikuonys.

Romerio spraga

Pradžioje yra 20 milijonų metų trukmės laiko tarpasAnglieslaikotarpiu, kai buvo gauta labai mažai stuburinių fosilijų. Šis tuščias iškasenų įrašų periodas, žinomas kaip Romer's Gap, buvo naudojamas paremti kreacionistas abejonių evoliucijos teorijoje, tačiau tai lengvai paaiškinama tuo, kad fosilijos susidaro tik labai ypatingomis sąlygomis. Romerio atotrūkis ypač paveikia mūsų žinias apie tetrapodų evoliuciją, nes po 20 mln. tikri varliagyviai.

Tarp žymių tetrapodų po tarpo yra mažytė Casineria, turėjusi penkių pirštų pėdas; į ungurį panašus Greererpetonas, kuris jau galėjo būti „išsivysčiusi“ iš labiau į sausumą orientuotų tetrapodų protėvių; ir kaip salamandra Eucrita melanolimnetes, kitaip žinomas kaip „Juodosios lagūnos padaras“ iš Škotijos. Vėlesnių tetrapodų įvairovė yra įrodymas, kad Romerio tarpo metu turėjo daug nutikti evoliucijos požiūriu.

Laimei, pastaraisiais metais galėjome užpildyti kai kurias „Romer's Gap“ spragas. Pederpeso skeletas buvo aptiktas 1971 m., o po trijų dešimtmečių, tolesnis tetrapodo ekspertės Jennifer Clack tyrimas nustatė, kad jis buvo Romer's Gap viduryje. Svarbu tai, kad Pederpesas turėjo į priekį atsuktas pėdas su penkiais pirštais ir siaura kaukole, kurios būdingos vėlesniems varliagyviams, ropliams ir žinduoliams. Panaši rūšis, aktyvi per Romer's Gap, buvo didžiauodegė Whatcheeria, kuri, atrodo, didžiąją laiko dalį praleido vandenyje.