Vývoj prvých tetrapodov

Je to jeden z ikonických obrazov evolúcie: asi pred 400 miliónmi rokov, v predhistorickej hmle geologického času, statočná ryba sa plazí namáhavo z vody a na zem, čo predstavuje prvú vlnu invázie stavovcov, ktorá vedie k dinosaurom, cicavcom a človeku bytosti. Logicky povedané, samozrejme, dlžíme viac vďaka prvému tetrapodu (gréčtina za „štyri stopy“), ako sme my urobiť s prvou baktériou alebo s prvou špongiou, ale niečo o tomto drsnom zvieratku stále ťahá za našu silné city.

Ako je tomu často, tento romantický obraz sa úplne nezhoduje s evolučnou realitou. Pred 350 až 400 miliónmi rokov, rôzne prehistorické ryby vyliezol z vody v rôznych časoch, takže je takmer nemožné identifikovať „priameho“ predka moderných stavovcov. V skutočnosti mnoho z najslávnejších skorých tetrapodov malo sedem alebo osem číslic na konci každej končatiny a, pretože moderné zvieratá prísne dodržiavajú plán tela s piatimi prstami, čo znamená, že tieto tetrapody predstavovali evolučnú slepú uličku z hľadiska prehistorické obojživelníky ktoré ich nasledovali.

Najstaršie tetrapody sa vyvinuli z rýb s lalôčkami, ktoré sa významne líšili od rýb s lúčmi. Zatiaľ čo ryby rákosovité sú dnes najbežnejším druhom rýb v oceáne, jedinými rybami s lalokmi na svete sú lungfish a latimériovití, o ktorých sa predpokladá, že zanikli pred desiatkami miliónov rokov, kým sa v roku 1938 neobjavil živý exemplár. Spodné plutvy rýb s lalôčikmi sú usporiadané v pároch a podoprené vnútornými kosťami - podmienky, ktoré sú potrebné na to, aby sa z týchto plutiev vyvinuli na primitívne nohy. Ryby druhu Lobe-finned devon obdobie už bolo schopné dýchať vzduch, keď to bolo potrebné, cez „špirály“ v ich lebkách.

Odborníci sa líšia v environmentálnych tlakoch, ktoré viedli k tomu, že sa ryby s lalôčikmi vyvinuli na chôdzu, dýchajú tetrapody, ale jeden teória je taká, že plytké jazerá a rieky, v ktorých tieto ryby žili, boli vystavené suchu, pričom uprednostňovali druhy, ktoré by mohli prežiť v suchu podmienky. Iná teória hovorí, že najskoršie tetrapody boli doslova vyhnané z vody väčším ryby - suchá pôda obsahovala množstvo hmyzu a rastlinných potravín a značnú absenciu nebezpečných dravci. Akákoľvek ryba s lalôčikmi, ktorá sa ocitla na zemi, by sa ocitla v skutočnom raji.

Z evolučného hľadiska je ťažké rozlíšiť medzi najpokrokovejšími langustymi rybami a najprimitívnejšími tetrapodmi. Tri dôležité rody bližšie ku koncu spektra rýb boli Eusthenopteron, Panderichthys a Osteolopis, ktoré trávili všetok svoj čas vo vode, ale mali latentné tetrapodové vlastnosti. Až donedávna títo tetrapodskí predkovia takmer všetci volali z fosílnych ložísk v severnom Atlantiku, ale objav z Gogonasus v Austrálii dal kibosh teórii, že zvieratá žijúce na pevnine pochádzajú zo severnej pologule.

Vedci sa raz dohodli, že najskoršie skutočné tetrapody z obdobia pred 385 až 380 miliónmi rokov. To sa zmenilo vďaka nedávnemu objaveniu tetrapodových značiek v Poľsku, ktoré sa datovalo pred 397 miliónmi rokov, čo by efektívne vytočilo evolučný kalendár o 12 miliónov rokov. Ak bude tento objav potvrdený, podnieti sa určitá revízia evolučného konsenzu.

Ako vidíte, vývoj tetrapodu nie je ani zďaleka písaný kameňom - ​​tetrapody sa vyvíjali mnohokrát na rôznych miestach. Stále existuje niekoľko druhov skorých tetrapodov, ktoré odborníci považujú za viac alebo menej definitívne. Najdôležitejšou z nich je Tiktaalik, o ktorom sa predpokladá, že bol posadený uprostred medzi tetrapodovitými lalôčikmi a neskôr pravými tetrapodmi. Tiktaalik bol požehnaný primitívnym ekvivalentom zápästia - čo mu mohlo pomôcť postaviť sa na tvrdohlavé predné plutvy pozdĺž okraje plytkých jazier - rovnako ako skutočný krk, ktorý mu poskytuje toľko potrebnú flexibilitu a pohyblivosť počas rýchlych jazdí na suchú zem.

Vďaka svojej charakteristike tetrapodu a rýb sa Tiktaalik často označuje ako „fishapod“. názov, ktorý sa niekedy používa aj pre pokročilé ryby s lalôčikmi ako Eusthenopteron a Panderichthys. Ďalším dôležitým fishapodom bolo Ichthyostega, ktoré žilo asi päť miliónov rokov po Tiktaaliku a dosiahlo podobne slušné veľkosti - asi päť stôp dlhé a 50 libier.

Až do nedávneho objavu Tiktaaliku bol najslávnejší zo všetkých skorých tetrapodov Acanthostega, ktorá datovala asi pred 365 miliónmi rokov. Toto štíhle stvorenie malo pomerne dobre vyvinuté končatiny a také „rybie“ rysy ako postranná senzorická línia prebiehajúca po celej dĺžke tela. Medzi ďalšie podobné tetrapody tohto všeobecného času a miesta patrili Hynerpeton, Tulerpeton a Ventastega.

Paleontológovia kedysi verili, že títo neskoro devonskí tetrapodi strávili značné množstvo času na suchej zemi, ale teraz sú myslelo sa, že boli primárne alebo dokonca úplne vodné, s použitím svojich nôh a primitívnych dýchacích prístrojov iba v absolútnom prípade nevyhnutné. Najvýznamnejším nálezom týchto tetrapodov bol počet číslic na predných a zadných končatinách: kdekoľvek od 6 do 8, silná známka toho, že nemohli byť predchodcami neskorších päťprstých tetrapodov a ich cicavčích, vtáčích a plazov potomkovia.

Začiatkom tohto obdobia je 20 miliónov rokov kamenouhoľný obdobie, ktoré prinieslo veľmi málo fosílií stavovcov. Známy ako Romerova medzera, toto prázdne obdobie v fosílnom zázname bolo použité na podporu creationist Pochybnosti v teórii evolúcie sa dajú ľahko vysvetliť skutočnosťou, že fosílie sa tvoria iba vo veľmi špeciálnych podmienkach. Romerova medzera ovplyvňuje najmä naše znalosti evolúcie tetrapodov, pretože keď vyzdvihneme príbeh o 20 miliónov rokov neskôr (asi 340 miliónov) pred rokmi), existuje hojnosť tetrapodových druhov, ktoré možno zoskupiť do rôznych rodín, niektoré sa veľmi podobajú skutočným obojživelníkom.

Medzi pozoruhodné tetrapody s medzerou patria malé kasíno, ktoré malo päťprsté nohy; úhora podobného Greererpetona, ktorý sa už možno „rozvinul“ od svojich predchodcov tetrapodu orientovaných viac na pevninu; a ako mlok Eucritta melanolimnetes, inak známe ako „stvorenie z Čiernej lagúny“ zo Škótska. Rozmanitosť neskorších tetrapodov je dôkazom toho, že sa počas Romerovej medzery muselo stať veľa, evolučne.

Našťastie sa nám v posledných rokoch podarilo vyplniť niektoré medzery Romerovej medzery. Kostra Pederpes bola objavená v roku 1971 a o tri desaťročia neskôr ďalšie vyšetrovanie tetrapodovým expertom Jennifer Clackovou datuje, ako to prasklo do stredu Romerovej medzery. Je dôležité, že Pederpes mal nohy smerujúce dopredu s piatimi prstami na nohách a úzkou lebkou, čo sa prejavilo u neskorších obojživelníkov, plazov a cicavcov. Podobným druhom, ktorý bol aktívny počas Romerovej priepasti, bola rozsiahla Whatcheeria, ktorá podľa všetkého trávila väčšinu času vo vode.