Ajalugu

Eelajaloolised kalad lehvisid maismaal, kuid nii loobusid nad lõpuks ujumisest jalutamiseks

2024

Tetrapoodid (ja selgroogsed, kes alustasid neljal jalal, kuid lõpuks seisid kahel, kaasa arvatud meie) on ümberringi, sest kalad hakkasid mingil hetkel veest välja hiilima. Küsimus on selles, millal said neist kaladest heausklikud tetrapoodid?

Kõik selgroogsed, kes praegu maismaal kõnnivad, lehvisid uimedega kaldal sadu miljoneid aastaid tagasi. See ei tähenda ikka veel, et nad just veest välja tõusid ja hakkasid päris jalaga maal ringi käima. Arvatakse, et esimesed veest välja tulnud kalad olid kõndimisel - või vähemalt kõndimiskatses - üsna kohmakad. Midagi nende kehas arenes nii, et nad oleksid paremad kõndijad kui ujujad, ja nüüd on Harvardi bioloogide uus uuring leidnud, mis see oli pani tetrapoodid üle maismaal roomamisele .

Õlavarreluu on luu, mida leidub kõigil tetrapoodidel, isegi neil, kes on praegu kahejalgsed nagu meie. Lisaks sellele, et see õlavarre pikk luu on liiga palju sõnamänge, ühendab see õlavarreluu küünarnukist õlavarrega ja seda ümbritsevad lihased, mis neelavad stressi, mis tuleneb neljal jalal liikumisest. See oli ka otsustav tegur, mille areng ajas määras kindlaks, millal endised veetetopoodid suutsid ringi liikuda tõhusamalt kui ujuda.

Evolutsioonilised muutused õlavarreluu kujus on tingitud ökoloogiast ja fülogeneesist ning on seotud liikumisvõimega seotud funktsionaalsete kompromissidega, ütles bioloog ja doktorikraadi üliõpilane Blake Dickson , kes juhtis hiljuti aastal avaldatud uuringut Loodus . Veekalade ja maismaatroop -tetrapoodide jaoks taastatakse kaks erinevat kohanemismaastikku, millest igaüks on määratletud erineva funktsionaalsete erialade kombinatsiooniga.

Kivistunud õlavarred on nagu ajakapslid. Erinevate proto-tetrapodide õlavarre fossiilide analüüsimine võimaldas Dicksonil ja tema meeskonnal näha, kuidas see luu aja jooksul muutus, ja teada saada, millal see muutus ideaalsemaks kõndimiseks kui ujumiseks. Varem Devoni perioodil elanud olendite õlavarreluud on näidanud, et õlavarreluu võime neid üleval hoida, et nad saaksid vähemalt kõndida, algas juba siis, kui nad olid veel uimed . See ei ilmunud ainult siis, kui nad püüdsid maal ellu jääda. Kuna teatud liigid muutusid maismaal liikumiseks üha vilunumaks, muutsid nende uimede õlavarred kuju, kui need uimed pöördusid jalgade poole.

Kui esimesed asjad, millest said tetrapoodid, hakkasid veest välja lendama umbes 390 miljonit aastat tagasi, siis nende luude areng annab ära, kui nad tegelikult tetrapoodideks muutuvad. Humeri erinevatest üleminekuetappidest, mida uuriti superarvutiga, näitasid järkjärgulisi muutusi, mis mõjutasid liikumist.

Väljasurnud kala õlavarreluu Eusthenopteron , mis on tihedalt seotud tetrapoodidega, kuid ei olnud ise, nägi välja nagu armastus, mille põhjas oli väljaulatuv osa. Eusthenopteronil olid võimsad uimed, mis olid kõndimismasinate eelkäijad. Ülemineku tetrapoodidel, kes veel lehvitasid ringi, kuid kulgesid vee ja maa vahel, oli L-kujuline õlavarreluu, mida peetakse pöördepunktiks, kui kalad käima hakkasid. Acanthostega on näide, mida uuris Dicksoni meeskond. See soo -olend näis pigem salamandri kui kala moodi, kuid tal ei olnud piisavalt tugevat selgroogu ega ribisid, et hakkama saada maismaal, ja tema õlavarreluu ei olnud kohanenud kandma piisavalt kaalu, et palju kõndida.

Tüvejalgsed võivad maa -uurimise algetapis kasutada üleminekumeetmeid, mida on stabiliseerinud nende kahepaiksete harjumuste vastandlik selektiivne surve, Ütles Dickson . Tõhus jäsemepõhine liikumine tekkis alles esivanemate L-kujulise õlavarreluu kaotamise korral.

L-kujuline õlavarreluu Acanthostega ja taolised eluvormid jätkasid morfiseerumist. See kasvas pikemaks ja omandas midagi keerdunud kuju, mis andis maismaaloomadele rohkem jõudu taluda liikumist neljal jalal ja selle õlavarreluu morfoloogia välimus annab ligikaudse ettekujutuse sellest, millal jalutavatest kaladest said maismaale jalutajad. Varajane tetrapood Ophiacodon oli üks näide, mis teadlastele seda tõestas. See lihasööja oli dinosauruste esivanem, kes elas ja jahtis maismaal umbes 295 miljonit aastat tagasi.