Pirmųjų terapodų evoliucija

Tai vienas iš ikoniškiausių evoliucijos vaizdų: prieš maždaug 400 milijonų metų atgal į priešistorinius geologinio laiko rūkus drąsi žuvis šliaužia sunkiai iškrenta iš vandens ir į žemę - tai pirmoji stuburinių invazijos banga, vedanti į dinozaurus, žinduolius ir žmones būtybių. Logiškai kalbant, žinoma, mes ne daugiau skolingi dėl pirmojo tetrapodo (graikiškai reiškia „keturios pėdos“), nei mes darykite su pirmąja bakterija ar pirmąja kempine, bet kažkas apie šį tingų kritiką vis tiek vilioja mus širdies stygos.

Kaip dažnai būna, šis romantiškas įvaizdis ne visai atitinka evoliucinę tikrovę. Nuo 350 iki 400 milijonų metų įvairių priešistorinių žuvų įvairiais laikais išlindo iš vandens, todėl beveik neįmanoma nustatyti „tiesioginio“ šiuolaikinių stuburinių protėvių. Tiesą sakant, daugelis žymiausių ankstyvųjų tetrapodų turėjo septynis ar aštuonis skaitmenis kiekvienos galūnės gale ir todėl, kad šiuolaikiniai gyvūnai griežtai laikytis penkiakampio kūno plano, tai reiškia, kad šie tetrapodi buvo evoliucijos aklavietė iš priešistoriniai varliagyviai kad sekė juos.

Ankstyviausi tetrapodai išsivystė iš žuvų, turinčių skilties skiautes, kurios svarbiais būdais skyrėsi nuo žuvų, spindinčių sparnais. Nors šiais laikais vandenyne labiausiai paplitusi žuvų rūšis yra plunksninės žuvys, o vienintelės planetos žuvys, turinčios skiltelę, yra plaučių žuvys ir koelakantuose, kurių pastarieji, kaip manoma, išnyko prieš dešimtis milijonų metų, kol 1938 m. pasirodė gyvas egzempliorius. Apatiniai žuvų pelekai su pelekais yra sudedami poromis ir palaikomi vidiniais kaulais - būtinomis sąlygomis, kad šios pelekai taptų primityviomis kojomis. Lentinės žuvys Devono laikotarpiu jau galėjo kvėpuoti oru, kai to reikėjo, per „spiralę“ savo kaukolėse.

Ekspertai skiriasi dėl aplinkos spaudimo, dėl kurio žuvys, turinčios skiltelę, išsivystė į vaikščiojančias, kvėpuojančias tetrapodus, bet viena teorija yra ta, kad seklūs ežerai ir upės, kuriuose gyveno šios žuvys, buvo sausros, pirmenybę teikiant rūšims, kurios galėtų išgyventi sausoje vietoje sąlygos. Kita teorija teigia, kad ankstyviausius tetrapodus tiesiogine prasme iš vandens išstūmė didesni žuvis - sausoje žemėje buvo gausu vabzdžių ir augalų maisto, be to, labai trūko pavojingų plėšrūnai. Bet kurios žuvys, turinčios skylę su pelekais, nugrimzdusios į sausumą, būtų atsidūrusios tikrame rojuje.

Evoliucijos prasme sunku atskirti pažangiausias žuvis, turinčią skiltelę, ir pačius primityviausius tetrapodus. Trys svarbūs, artimesni žuvų spektro galai, buvo Eusthenopteron, Panderichthys ir Osteolopis, kurie visą laiką praleido vandenyje, tačiau turėjo latentinių tetrapodų charakteristikas. Dar visai neseniai šie tetrapodų protėviai buvo kilę iš iškastinių nuosėdų šiaurinėje Atlanto dalyje, tačiau tai buvo atradimas Gogonasus Australijoje sukūrė teoriją, kad žemėje gyvenantys gyvūnai kilo iš šiaurinio pusrutulio.

Mokslininkai kažkada sutiko, kad ankstyviausi tikrieji tetrapodai datuojami maždaug nuo 385 iki 380 milijonų metų. Tai viskas pasikeitė, neseniai Lenkijoje atradus tetrapodų pėdsakų žymes, datuojamas prieš 397 milijonus metų, o tai veiksmingai atskaitytų evoliucijos kalendorių 12 milijonų metų. Jei tai bus patvirtinta, šis atradimas paskatins šiek tiek pakoreguoti evoliucijos sutarimą.

Kaip matote, tetrapodo evoliucija toli gražu nėra akmenyje užfiksuota - tetrapodai evoliucionavo daugybę kartų, skirtingose ​​vietose. Vis dėlto yra keletas ankstyvųjų tetrapodų rūšių, kuriuos ekspertai vertina kaip daugiau ar mažiau galutinius. Svarbiausias iš jų yra Tiktaalikas, kuris, kaip manoma, yra įpusėjęs tarp tetrapodų pavidalo skiautelėmis pagautų žuvų ir vėlesnių, tikrų tikriausių tetrapodų. Tiktaalik buvo palaimintas primityviu riešų atitikmeniu, kuris galbūt padėjo jam atsiremti į savo užsispyrusius priekinius pelekus prie seklių ežerų pakraščiai ir tikras kaklas, suteikiant jam daug reikalingo lankstumo ir judrumo greito nukeliavimo metu į sausą žemę.

Dėl savo tetrapodo ir žuvų savybių mišinio Tiktaalik dažnai vadinamas „žuvų koštuvu“. vardas, kuris taip pat kartais naudojamas tokioms pažengusioms skilčių žuvimis kaip Eusthenopteron ir Panderichthys. Kitas svarbus žuvininkas buvo „Ichthyostega“, kuris gyveno maždaug penkis milijonus metų po Tiktaaliko ir pasiekė panašiai garbingus dydžius - maždaug penkių pėdų ilgio ir 50 svarų.

Iki neseno Tiktaaliko atradimo garsiausi buvo visi ankstyvieji tetrapodai Acanthostega, datuojamas maždaug prieš 365 milijonus metų. Šis lieknas padaras turėjo gana gerai išsivysčiusias galūnes, taip pat tokias „žuvytės“ savybes kaip šoninė jutimo linija, einanti per visą savo kūno ilgį. Kiti panašūs šio bendro laiko ir vietos tetrapodai buvo „Hynerpeton“, „Tulerpeton“ ir „Ventastega“.

Paleontologai kažkada tikėjo, kad šie vėlyvojo devono tetrapodai didelę laiko dalį praleido sausoje žemėje, tačiau dabar jie yra Manoma, kad tai daugiausia vanduo arba net jis buvo visiškai vandens organizmas, naudodamas tik kojas ir primityvius kvėpavimo aparatus būtina. Reikšmingiausias šių tetrapodų atradimas buvo skaitmenų skaičius priekinėse ir užpakalinėse galūnėse: bet kur nuo 6 iki 8, tvirtas požymis, kad jie negalėjo būti vėlesnių penkiakampių tepodų protėviai ir jų žinduolių, paukščių ir roplių palikuonys.

Ankstyvasis laikas yra 20 milijonų metų Anglies laikotarpiu, iš kurio išgauta labai mažai stuburinių fosilijų. Žinomas kaip Romerio spraga, šis tuščias fosilijų įrašų laikotarpis buvo naudojamas palaikyti Kreacionistas abejonių evoliucijos teorijoje, tačiau tai lengvai paaiškinama tuo, kad fosilijos susidaro tik labai ypatingomis sąlygomis. Romero spraga ypač veikia mūsų žinias apie tetrapodo evoliuciją, nes, kai mes pasirenkame istoriją po 20 milijonų metų (apie 340 mln. prieš metus) yra gausybė tetrapodų rūšių, kurias galima sugrupuoti į skirtingas šeimas, kai kurios iš jų yra labai panašios į tikruosius varliagyvius.

Tarp pastebimų tetrapodų po plyšio yra mažytė Casineria, turinti penkių kojų pėdas; į ungurius panašus Greererpetonas, kuris jau galėjo „išsivystyti“ iš labiau į žemę orientuotų tetrapodų protėvių; ir į salamandrą panašus Eucritta melanolimnetes, kitaip žinomas kaip „būtybė iš Juodosios lagūnos“ iš Škotijos. Vėlesnių tetraodų įvairovė liudija, kad evoliucijos požiūriu Romerio tarpo metu turėjo įvykti daug.

Laimei, pastaraisiais metais mums pavyko užpildyti kai kuriuos Romerio spragos blankus. „Pederpes“ skeletas buvo aptiktas 1971 m., O po trijų dešimtmečių atlikus papildomą tyrimą dėl tetrapodų ekspertės Jennifer Clack, jis nugrimzdo į Romerio spragos vidurį. Svarbu tai, kad Pederpes turėjo į priekį nukreiptas kojas su penkiais pirštais ir siaurą kaukolę. Tai buvo būdinga vėlesniems varliagyviams, ropliams ir žinduoliams. Panaši rūšis, aktyvi Romerio atotrūkio metu, buvo stambiauodegė Whatcheeria, kuri, atrodo, didžiąją laiko dalį praleido vandenyje.