Jedno z prvých zvierat, ktoré sa vydalo na pevninu, sa vrátilo rovno späť do vody

Umelcova vízia Qikiqtania. (Alex Boersma/CC BY-ND)

Približne pred 365 miliónmi rokov jedna skupina rýb opustila vodu, aby žila na súši.

Tieto zvieratá boli skoré tetrapody , línia, ktorá by vyžarovala, aby zahŕňala mnoho tisíc druhov vrátane obojživelníkov, vtákov, jašteríc a cicavcov. Ľudské bytosti sú potomkami týchto skorých tetrapodov a zdieľame dedičstvo ich prechodu z vody na pevninu.

Ale čo keby sa namiesto toho, aby sa odvážili na pobrežie, otočili späť? Čo ak tieto zvieratá, práve na vrchole opustenia vody, ustúpili, aby opäť žili v otvorenejších vodách?



Nová fosília naznačuje, že jedna ryba to v skutočnosti urobila. Na rozdiel od iných blízko príbuzných zvierat, ktoré používali svoje plutvy na podopieranie svojich tiel na dne vody a možno sa občas odvážili na pevninu, tento novoobjavený tvor mal plutvy, ktoré boli postavené na plávanie.

Tom Stewart vlastní fosíliu Qikiqtania. (Stephanie Sang/CC BY-ND)

V marci 2020 som bol na Chicagskej univerzite a bol som členom biológa Neila Shubina laboratórium. Spolupracoval som s Justinom Lembergom, ďalším výskumníkom v našej skupine, na spracovaní fosílie, ktorá bola zozbieraná v roku 2004 počas expedície do kanadskej Arktídy.

Z povrchu skaly, do ktorej bola zapustená, sme mohli vidieť úlomky čeľustí, asi 5 cm dlhé a so špičatými zubami. Boli tam aj škvrny bielych šupín s hrboľatou textúrou. Anatómia nám dala jemné náznaky, že fosília bola skorým tetrapodom. Chceli sme však nazrieť do vnútra skaly.

Použili sme teda technológiu zvanú CT skenovanie, ktoré röntgenové lúče cez vzorku hľadá, aby sme hľadali čokoľvek, čo by mohlo byť skryté vo vnútri, mimo dohľadu.

13. marca sme naskenovali nenáročný kus skaly, ktorý mal navrchu niekoľko šupín, a zistili sme, že obsahuje kompletnú plutvu zahrabanú vo vnútri. Spadla nám čeľusť. O niekoľko dní neskôr sa laboratórium a kampus zatvorili a COVID-19 nás poslal do uzamknutia.

Plutva odhalená

Takáto plutva je mimoriadne vzácna. Môže vedcom poskytnúť informácie o tom, ako sa rané tetrapody vyvíjali a ako žili pred stovkami miliónov rokov. Napríklad na základe tvaru určitých kostí v kostre môžeme predpovedať, či zviera plávalo alebo kráčalo.

Hoci prvý sken plutvy bol sľubný, potrebovali sme vidieť kostru vo vysokom rozlíšení. Hneď ako nás pustili späť do kampusu, profesor z univerzitného oddelenia geofyzikálnych vied nám pomohol orezať blok pomocou píly na kameň.

Vďaka tomu bol blok viac plutvy, menej kameňa, čo umožnilo lepšie skenovanie a bližší pohľad na plutvu.

Keď sa prach vyčistil a dokončili sme analýzu údajov o čeľustiach, šupinách a plutve, uvedomili sme si, že toto zviera je nový druh. A nielen to, ukázalo sa, že ide o jedného z najbližších známych príbuzných stavovcov s končatinami – tvorov s prstami na rukách a nohách.

Pomenovali sme to Qikiqtania wakei . Jeho rodové meno, vyslovované „kick-kiq-tani-ahh“, odkazuje na slová Inuktitut Qikiqtaaluk alebo Qiqiqtani , tradičný názov pre oblasť, kde sa fosília našla .

Keď bola táto ryba nažive, pred mnohými stovkami miliónov rokov, bolo tu teplé prostredie s riekami a potokmi. Jeho druhové meno ctí neskorého David Wake , vedec a mentor, ktorý inšpiroval toľkých z nás v oblasti evolučnej a vývojovej biológie.

Kostry hovoria o tom, ako zviera žilo

Qikiqtania odhaľuje veľa o kritickom období v histórii našej línie. Jeho šupiny výskumníkom jednoznačne hovoria, že žil pod vodou. Ukazujú zmyslové kanály, ktoré by umožnili zvieraťu rozpoznať prúdenie vody okolo jeho tela.

Jeho čeľuste nám prezrádzajú, že hľadal potravu ako predátor, hrýzol a držal korisť sériou tesákov a nasával si potravu do tlamy.

Ale je to tak Qikiqtania Najprekvapujúcejšia je prsná plutva. Má ramennú kosť, rovnako ako naše rameno. ale Qikiqtania má veľmi zvláštny tvar.

Skoré tetrapody, ako Tiktaalik , majú ramenné kosti, ktoré majú výrazný hrebeň na spodnej strane a charakteristický súbor hrbolčekov, kde sa upínajú svaly. Tieto kostnaté hrbole nám hovoria, že skoré tetrapody žili na dne jazier a potokov, pričom používali svoje plutvy alebo ruky, aby sa podopreli, najprv na zemi pod vodou a neskôr na súši.

Qikiqtania ramenná kosť je iná. Chýbajú mu tie značkové vyvýšeniny a procesy. Namiesto toho je jeho ramenná kosť tenká a v tvare bumerangu a zvyšok plutvy je veľký a lopatkovitý. Táto plutva bola postavená na plávanie.

Zatiaľ čo iné rané tetrapody sa hrali na okraji vody a učili sa, čo môže krajina ponúknuť, Qikiqtania robil niečo iné. Jeho ramenná kosť je skutočne na rozdiel od iných známych.

Myslíme si, že moji kolegovia a kolegovia to dokazujú Qikiqtania sa odvrátil od brehu vody a vyvinul sa tak, aby opäť žil na zemi a vo voľnej vode.

Evolúcia nie je pochod jedným smerom

Evolúcia nie je jednoduchý, lineárny proces . Hoci by sa mohlo zdať, že skoré tetrapody nevyhnutne smerovali k životu na súši, Qikiqtania presne ukazuje obmedzenia takejto smerovej perspektívy.

Evolúcia nepostavila rebrík smerom k ľuďom. Je to komplexný súbor procesov, ktoré spolu rastú zamotaný strom života. Vznikajú nové druhy a tie sa diverzifikujú. Vetvy sa môžu vydať ľubovoľným počtom smerov.

(Neil Shubin/CC BY-ND)

Hore: Neil Shubin, ktorý našiel fosíliu, ukazujúcu cez údolie na miesto, kde bola objavená Qikiqtania na ostrove Ellesmere.

Táto fosília je špeciálna z mnohých dôvodov. Nie je len zázrak, že sa táto ryba zachovala v skale stovky miliónov rokov predtým, ako ju objavili vedci v Arktíde. Ostrov Ellesmere . Nejde len o to, že je pozoruhodne kompletný, s jeho úplnou anatómiou odhalenou náhodnosťou na vrchole globálnej pandemický .

Prvýkrát tiež poskytuje pohľad na širšiu rozmanitosť a škálu životných štýlov rýb na prechode z vody na pevninu. Pomáha výskumníkom vidieť viac ako len rebrík a pochopiť ten fascinujúci, zamotaný strom.

Objavy závisia od komunity

Qikiqtania bola nájdená na pôde Inuitov a patrí tejto komunite. Moji kolegovia a ja sme boli schopní uskutočniť tento výskum len vďaka štedrosti a podpore jednotlivcov v osadách Resolute Bay a Grise Fiord, Iviq Hunters and Trappers z Grise Fiord a Department of Heritage and Culture, Nunavut.

Pre nich v mene celého nášho výskumného tímu „nakurmiik“. Ďakujem. Paleontologické expedície na ich zem skutočne zmenili spôsob, akým chápeme históriu života na Zemi.

COVID-19 v posledných rokoch zabránil mnohým paleontológom cestovať a navštevovať terénne miesta po celom svete. Radi sa vraciame, navštevujeme starých priateľov a znovu hľadáme.

Ktovie, aké ďalšie zvieratá sú skryté a čakajú na objavenie v blokoch nenáročného kameňa.

Thomas Stewart , odborný asistent biológie, Štát Penn

Tento článok je znovu publikovaný z Konverzácia pod licenciou Creative Commons. Čítať pôvodný článok .

O Nás

Publikácia Nezávislých, Osvedčených Skutočností O Správach O Zdraví, Priestore, Prírode, Technológii A Životnom Prostredí.