Dodano: 21 lipca 2022r.

Niezwykły przykład ewolucji. Ryba, której nie spodobało się życie na lądzie, wróciła do wody

Procesy ewolucyjne nie zawsze przebiegają zgodnie z przyjętym przez nas schematem. Bywa, że przedstawiciele danego gatunku wykonują ewolucyjny "krok wstecz", przynajmniej tak to wygląda z naszego punktu widzenia. W niedawnych badaniach naukowcy z Chicago zidentyfikowali gatunek, który właśnie zdecydował się na taki krok. Skamieniałość sprzed 385 milionów lat sugeruje, że potomek wczesnych zwierząt lądowych zrezygnował z lądowego stylu życia i powrócił do życia w wodzie.

Niezwykły przykład ewolucji. Ryba, której nie spodobało się życie na lądzie, wróciła do wody

 

Na długo przed pojawieniem się dinozaurów, gdy zaczęły wyrastać pierwsze lasy, a na Ziemi rządziły ogromne owady, skromna ryba o szczególnie mocnych płetwach postanowiła spróbować szczęścia na suchym lądzie. Naukowcy niedawno odkryli, że inna ryba, która również zdecydowała się badać lądy uznała, że takie życie nie jest dla niej i wróciła z powrotem do oceanu.

Ta, która została na lądzie, to Tiktaalik roseae – bardziej znana jako po prostu Tiktaalik, od słowa oznaczającego w języku z rodziny eskimo-aleuckiej „dużą rybę słodkowodną”. Tiktaalik, z mocnymi płetwami, które pomogły jej wydostać się na ląd, jest uważana za jednego z najstarszych wspólnych przodków wszystkich kręgowców lądowych, od dinozaurów do ssaków.

Ta, która zdecydowała się wrócić do życia w wodzie to Qikiqtania wakei, nazwana ta od słowa opisującego region kanadyjskiej Arktyki, gdzie odkryto skamieliny zarówno Tiktaalik, jak i Qikiqtania wakei.

Wyniki analiz opublikowano w „Nature” (DOI: 10.1038/s41586-022-04990-w).

Niezwykły przykład ewolucji

Oba gatunki żyły w okresie późnego dewonu, około 375 milionów lat temu. Analiza kości górnej i dolnej szczęki Qikiqtania wakei sugeruje, że miał spłaszczoną, trójkątną głowę z oczami u góry, jak Tiktaalik. Ale Qikiqtania wakei była znacznie mniejsza. Tiktaalik mogła urosnąć do imponującej długości blisko trzech metrów, Qikiqtania wakei wydaje się mieć maksymalnie około 80 centymetrów.

Nowe badania przeprowadzone przez dr Neila Shubina opisują gatunek kopalny, który jest bardzo podobny do Tiktaalik, ale posiada cechy przystosowujące go do życia w wodzie. Analizowana skamieniałość zawiera m.in. części szczęki i łuski. Co najważniejsze, zawiera kompletną płetwę piersiową z wyraźną kością odpowiadającą kości ramiennej, której brakuje grzbietów wskazujących na mięśnie i stawy w kończynie przystosowanej do chodzenia po lądzie.

Zamiast tego górna część tej kości była gładka i zakrzywiona, bardziej odpowiednia do życia pod wodą. Wyjątkowość kości Qikiqtania wakei sugeruje, że gatunek ten powrócił on życia w wodzie po tym, jak jego przodkowie wyszli na ląd i zaczęli używać swoich kończyn do chodzenia. - Na początku myśleliśmy, że może to być młodociany Tiktaalik – wyjaśnia Shubin. - Ale kość ramienna jest gładka i nie zawiera elementów, które wspierałyby jej wypychanie na ląd – dodaje.

Ponowne odkrycie po 15 latach

Shubin znalazł skamieniałość na kilka dni przed odkryciem Tiktaalik, na Wyspie Ellesmere na terytorium Nunavut w arktycznej części Kanady w 2004 roku. Wraz z Tedem Daeschlerem zebrali okazy z kamieniołomu po tym, jak zauważyli kilka obiecująco wyglądających skał z charakterystycznymi, białymi łuskami na powierzchni. Od tamtej pory skały te leżały w magazynie, a zespół przez wiele lat skupiał się na badaniu szczątków Tiktaalik.

Dopiero piętnaście lat później dokonano nowego odkrycia. Przyczynił się do tego lockdown związany z pandemią. Dr Justin Lemberg i dr Tom Stewart w marcu 2020 roku prześwietlili tomografem jeden z większych okazów skalnych i zdali sobie sprawę, że zawiera on płetwę piersiową. Niestety, była ona ukryta zbyt głęboko w skale.

- Staraliśmy się zebrać jak najwięcej danych z tomografii komputerowej przed zamknięciem laboratoriów z powodu koronawirusa. Ostatnim zeskanowanym przez nas fragmentem był duży, niepozorny blok z zaledwie kilkoma łuskami widocznymi na powierzchni - mówi Lemberg. - Trudno było nam uwierzyć, gdy pojawiły się pierwsze, ziarniste obrazy płetwy piersiowej. Wiedzieliśmy, że moglibyśmy wykonać lepszy skan bloku, gdybyśmy mieli czas, ale to był 13 marca 2020 roku, a Uniwersytet w Chicago zamknął wszystkie mniej istotne operacje w następnym tygodniu – dodaje badacz.

Precyzyjne przycięcie i wgląd w historię kręgowców

Latem 2020 roku badaczom udało się precyzyjnie przyciąć skałę i wydobyć na światło dzienne jeszcze dokładniejszy obraz niemal kompletnej płetwy piersiowej, w tym charakterystyczną kość. - To było coś ekscytującego - mówi Shubin.

Qikiqtania wakei jest nieco starsza od Tiktaalik. Było to jedno z najwcześniejszych znanych stworzeń posiadających palce. Ale choć wyraźna płetwa piersiowa Qikiqtania wakei była bardziej przystosowana do pływania, to nie była to całkowicie rybia.

Mamy tendencję do myślenia, że zwierzęta ewoluowały w prostej linii, która łączy ich prehistoryczne formy z jakimś żyjącym dziś stworzeniem, ale Qikiqtania wakei pokazuje, że niektóre zwierzęta podążały inną ścieżką, która ostatecznie nie wypaliła.

- Tiktaalik jest często traktowany jako zwierzę przejściowe, ponieważ łatwo jest dostrzec stopniowy schemat zmian od życia w wodzie do życia na lądzie. Ale wiemy, że procesy ewolucyjne nie zawsze są tak proste - mówi Stewart.

 

Źródło: University of Chicago, fot. Alex Boersma