Ensimmäisten terapodien evoluutio

Se on yksi evoluution kuvamaisista kuvista: noin 400 miljoonaa vuotta sitten, takaisin geologisen ajan esihistoriallisiin sumuihin, rohkea kala indeksoi työlästi vedestä ja maalle, edustaen selkärankaisten hyökkäyksen ensimmäistä aaltoa, joka johtaa dinosauruksiin, nisäkkäisiin ja ihmisiin olentoja. Loogisesti ottaen emme tietenkään ole enempää velkaa ensimmäisen tetrapodin (kreikkalainen "neljä jalkaa") ansiosta kuin me tekemään ensimmäiselle bakteerille tai ensimmäiselle sienelle, mutta jotain tästä nielaisesta kritiikistä vielä hieroo meidän sydänjuuret.

Kuten niin usein tapahtuu, tämä romanttinen kuva ei sovi täysin evoluutio-todellisuuteen. Vuosina 350–400 miljoonaa vuotta sitten, erilaisia esihistorialliset kalat ryömi ulos vedestä eri aikoina, jolloin oli lähes mahdotonta tunnistaa nykyaikaisten selkärankaisten "suoraa" esi-isää. Itse asiassa monilla juhlituimmista varhaisista tetrapodoista oli seitsemän tai kahdeksan numeroa kunkin raajan päässä, ja koska nykyajan eläimet noudattaa tiukasti viisitoista vartalosuunnitelmaa, mikä tarkoittaa, että nämä tetrapodit edustivat evoluutiota umpikujaa

Varhaisimmat tetrapodit kehittyivät "lohikahkaisista" kaloista, jotka erottuivat tärkeällä tavalla "säikeiden" kaloista. Vaikka säikekalat ovat nykyään yleisin kalatyyppi valtameressä, planeetan ainoat kalat ovat keuhkot ja latimerioilla, joista jälkimmäisten ajateltiin kuolleet sukupuuttoon kymmeniä miljoonia vuosia sitten, kunnes elävä yksilö tuli esiin vuonna 1938. Lohikapulaisten kalojen alaevät on järjestetty pareittain ja tuettu sisäisillä luilla - välttämättömät olosuhteet näiden evien kehittymiseksi alkeisiksi jaloiksi. Loba-kalan kala devonikausi ajanjaksot pystyivät jo hengittämään ilmaa tarvittaessa kalloissaan olevien "spiraalien" kautta.

Asiantuntijat eroavat ympäristöpaineista, jotka saivat lohikalan kaloista kehittymään kävelyksi, hengittäväksi tetrapodoksi, mutta yksi teoria on, että matalat järvet ja joet, joissa nämä kalat asuivat, olivat kuivuuskohteita, suosien lajeja, jotka voisivat selviytyä kuivana olosuhteissa. Toisen teorian mukaan varhaisimmat tetrapodit ajautuivat kirjaimellisesti vedestä isommilla kalat - kuiva maa kärsi runsaasti hyönteisiä ja kasveja, ja vaarallisten aineiden huomattava puute saalistajat. Jokainen maapallon kimppuinen kalastajakalo olisi löytänyt itsensä todellisessa paratiisissa.

Evolutionaarisesti on vaikea erottaa edistyneimmistä lohikaistaisista kaloista ja alkeellisimmista tetrapodoista. Kolme tärkeätä suvun lähempänä kalaa olevaa spektriä olivat Eusthenopteron, Panderichthys ja Osteolopis, jotka viettivät kaiken aikaansa vedessä, mutta joilla oli silti piilevät tetrapodin ominaisuudet. Viime aikoihin asti nämä tetrapodiset esi-isät kotoivat lähes kaikki fossiilisista esiintymistä Pohjois-Atlantilla, mutta löytö Australian Gogonasuksen tutkimuslaitos on laittanut kiboshin teoriaan, jonka mukaan maalla asuvat eläimet ovat lähtöisin pohjoisesta pallonpuoliskosta.

Tutkijat olivat kerran yhtä mieltä siitä, että varhaisimmat tosi tetrapodit olivat vuosina 385 - 380 miljoonaa vuotta sitten. Se on kaikki muuttunut Puolassa äskettäin löydettyjen tetrapod-jäljennösten perusteella, jotka ovat menneet 397 miljoonaan vuoteen sitten, mikä tosiasiallisesti sovittaisi evoluutiokalenterin takaisin 12 miljoonalla vuodella. Jos tämä vahvistetaan, tämä löytö saa aikaan joitain muutoksia evoluutiokonsensukseen.

Kuten näette, tetrapodin evoluutio ei ole kaukana kiveen kirjoitetusta - tetrapodit kehittyivät useita kertoja, eri paikoissa. On kuitenkin joitain varhaisia ​​tetrapodlajeja, joita asiantuntijat pitävät enemmän tai vähemmän lopullisina. Tärkein näistä on Tiktaalik, jonka uskotaan olleen kyydissä tetrapodimaisten lohikaulaisten kalojen ja myöhempien, todellisten tetrapodien välissä. Tiktaalik siunattiin ranteiden primitiivisellä vastaavuudella - mikä on voinut auttaa sitä tukemaan itseään tynkillä eturinnoillaan matalien järvien reunat - samoin kuin todellinen kaula-alue, joka tarjoaa sille kaivattua joustavuutta ja liikkuvuutta nopeiden laskujen aikana kuivalle maalle.

Tetrapodin ja kalaominaisuuksien sekoituksesta johtuen Tiktaalikille viitataan usein nimellä "fishapod". nimi, jota käytetään joskus myös edistyneisiin lohikalaisiin kaloihin, kuten Eusthenopteron ja Panderichthys. Toinen tärkeä kalasaali oli Ichthyostega, joka asui noin viisi miljoonaa vuotta Tiktaalikin jälkeen ja saavutti samalla tavalla kunnioitettavat koot - noin viisi jalkaa pitkä ja 50 kiloa.

Kunnes äskettäin löydetty Tiktaalik, tunnetuin kaikista varhaisista tetrapodoista oli Acanthostega Gunnari, jonka päivämäärä oli noin 365 miljoonaa vuotta sitten. Tällä kapealla olennolla oli suhteellisen hyvin kehittyneet raajat, samoin kuin sellaisilla "kalaisilla" ominaisuuksilla kuin lateraalinen sensoroiva viiva, joka kulki vartaloaan pitkin. Muita, samanlaisia ​​tämän yleisen ajan ja paikan tetrapoodeja olivat Hynerpeton, Tulerpeton ja Ventastega.

Paleontologit uskoivat kerran, että nämä myöhäisdevonilaiset tetrapodit viettivät huomattavan määrän aikansa kuivalle maalle, mutta he ovat nyt joiden uskotaan olleen pääasiassa tai jopa kokonaan vesieliöitä, vain käyttämällä jalkojaan ja primitiivisiä hengityslaitteita, kun se on ehdottoman välttämätöntä välttämätön. Merkittävin havainto näistä tetrapodoista oli niiden etu- ja takaraajojen numeroiden lukumäärä: missä tahansa 6-8, vahva osoitus siitä, että he eivät olisi voineet olla myöhempien viisitopaisten tetrapodojen ja heidän nisäkkäiden, lintujen ja matelijoiden esi-isät jälkeläisiä.

Varhain on 20 miljoonan vuoden aikajakso kivihiilikausi ajanjaksolla, joka on tuottanut hyvin vähän selkärankaisten fossiileja. Tätä fossiilitietojen tyhjää jaksoa on käytetty tukemaan nimellä Romer's Gap kreationisti Epäily evoluutioteoriassa, mutta se on helposti selitettävissä sillä, että fossiilit muodostuvat vain hyvin erityisissä olosuhteissa. Romerin aukko vaikuttaa erityisesti tietoisuuteen tetrapodin evoluutiosta, koska kun otamme tarinan 20 miljoonaa vuotta myöhemmin (noin 340 miljoonaa vuosia sitten) on olemassa runsaasti tetrapodlajeja, jotka voidaan ryhmitellä eri perheisiin, jotkut ovat hyvin lähellä todellisia sammakkoeläimiä.

Merkittäviä raon jälkeisiä tetrapoodeja ovat pieni Casineria, jolla oli viiden varpaan jalat; ankeriaan kaltainen Greererpeton, joka on ehkä "kehittynyt" maansa parempaan suuntautuneisiin tetrapodin esi-isistä; ja salamanttimäinen Eucritta melanolimnetes, tunnetaan muuten nimellä "olento mustalta laguunilta" Skotlannista. Myöhempien tetrapodojen monimuotoisuus on todiste siitä, että evoluutiota ajatellen on tapahtunut paljon Romerin aukon aikana.

Onneksi olemme pystyneet täyttämään joitain Romer's Gap -aukkojen aukkoja viime vuosina. Pederpesin luuranko löydettiin vuonna 1971, ja kolme vuosikymmentä myöhemmin tetrapod-asiantuntijan Jennifer Clackin jatkotutkimus päiväsi sen hajua Romerin aukon keskelle. Merkittävää, että Pederpesillä oli eteenpäin suunnatut jalat viidellä varpaalla ja kapea kallo, ominaisuudet nähtiin myöhemmissä sammakkoeläimissä, matelijoissa ja nisäkkäissä. Samanlainen Romerin aukon aikana aktiivinen laji oli suurtäpy Whatcheeria, joka näyttää viettäneen suurimman osan ajastaan ​​vedessä.