Esimeste tetrapoodide evolutsioon

See on üks evolutsiooni ikoonilisi pilte: umbes 400 aastat tagasi, tagasi geoloogilise aja eelajaloolises udus, indekseerib vapper kala vaevaliselt veest ja maismaalt, esindades selgroogsete sissetungi esimest lainet, mis viib dinosauruste, imetajate ja inimesteni olendid. Loogiliselt võttes pole meil tänu esimesele tetrapoodile (kreeka keeles "neli jalga") muidugi enam võlgu kui meile teha esimese bakteri või esimese käsnaga, kuid midagi selle kena kriitika kohta pistab meid ikkagi südamepaelad.

Nagu nii sageli juhtub, ei ühti see romantiline pilt evolutsioonilise reaalsusega. Ajavahemikus 350–400 miljonit aastat tagasi, erinevad eelajaloolised kalad roomas erinevatel aegadel veest välja, muutes tänapäevaste selgroogsete "otsese" esivanema tuvastamise peaaegu võimatuks. Tegelikult oli paljudel kõige tähistatavamatel varajasetel tetrapoodidel iga jäseme lõpus seitse või kaheksa numbrit ja kuna tänapäevased loomad kinni pidama rangelt viiekohalisest kehaplaanist, see tähendab, et need tetrapoodid kujutasid endast evolutsioonilist ummikseisu

Varasemad tetrapoodid arenesid "lobe-fined" kaladest, mis erines olulisel viisil "ray-fined" kaladest. Kui tänapäeval on ookeanis kõige levinum kalaliigid tuulekaladega kalad, siis meie planeedil on ainsana merilest kala ja kopsikala koelakantid, millest viimased arvati olevat kustunud kümneid miljoneid aastaid tagasi, kuni 1938. aastal ilmus elav isend. Lobeõngeliste kalade alumised uimed on paigutatud paarikaupa ja neid toetavad sisemised luud - vajalikud tingimused, et need uimed areneksid primitiivseteks jalgadeks. Lobe-kala kalade Devoni perioodil suutsid juba vajadusel kolju "spiraalide" kaudu õhku hingata.

Asjatundjad erinevad keskkonnamõjude osas, mis ajendasid hariliku kaluga kaladest muutuma kõndimiseks, hingamiseks tetrapoodideks. teooria seisneb selles, et madalad järved ja jõed, milles need kalad elasid, olid põua käes, eelistades liike, mis suudaksid ellu jääda kuivades tingimusi. Teise teooria kohaselt jahutasid varasemad tetrapoodid sõna otseses mõttes veest välja suuremad kalad - kuivas maal leidub rohkesti putukaid ja taimset toitu ning silmanähtav ohtlike ainete puudumine kiskjad. Kõik lobe-merikarbid, kes maapinnale tuhisesid, oleksid leidnud end tõelises paradiisis.

Evolutsiooniliselt on raske eristada kõige arenenumaid lobe-peeneid kalu ja kõige primitiivsemaid tetrapoode. Kolm olulist spektri kalaotsale lähemat perekonda olid Eusthenopteron, Panderichthys ja Osteolopis, kes veetsid kogu oma aja vees, kuid millel olid varjatud tetrapodade omadused. Kuni viimase ajani olid need tetrapoodide esivanemad peaaegu kõik Atlandi ookeani põhjaosa fossiilsete leiukohtade taga, aga avastus Austraalias asuvast Gogonasuse riigist on kibosh pannud teooria, mille kohaselt maismaal elavad loomad pärinesid põhjapoolkeral.

Teadlased leppisid ükskord kokku, et kõige varasemad tõelised tetrapoodid on pärit umbes 385–380 miljonit aastat tagasi. See kõik on muutunud Poolas hiljuti leitud 397 miljoni aasta taguse tetrapodade jäljejälgede abil, mis tagastaksid evolutsioonikalendri tegelikult 12 miljoni aasta võrra. Kui see kinnitatakse, kutsub see avastus evolutsioonilise konsensuse ümber vaatama.

Nagu näete, pole tetrapode evolutsioon kaugeltki mitte kivisse sisse kirjutatud - tetrapood arenesid mitu korda, erinevates kohtades. Siiski leidub mõnda varajast tetrapoodliiki, mida eksperdid peavad enam-vähem lõplikuks. Neist olulisim on Tiktaalik, mis arvatakse olevat asunud keset tetrapoodide moodi lobe-fini-kalade ja hilisemate, tõeliste tetrapoodide vahel. Tiktaalikut õnnistati randmete primitiivse ekvivalendiga - see võib olla aidanud tal end kangekaelsetel uimedel piki kätt püstitada. madalate järvede servad - nagu ka tõeline kaelus, pakkudes sellele kiireks kuivale maale tõusmise ajal vajalikku paindlikkust ja liikuvust.

Tetrapodade ja kala omaduste segu tõttu nimetatakse Tiktaalikut sageli "kalajalgseks" nimi, mida mõnikord kasutatakse ka arenenud lobe-fin-kalade nagu Eusthenopteron ja Panderichthys. Teiseks oluliseks kalasabaks oli Ichthyostega, kes elas umbes viis miljonit aastat pärast Tiktaalikut ja saavutas sama auväärsed suurused - umbes viis jalga pikk ja 50 naela.

Kuni Tiktaaliku hiljutise avastamiseni oli kõige varasemast tetrapodest kuulsaim Acanthostega, mis pärineb umbes 365 miljonit aastat tagasi. Sellel saledal olendil olid suhteliselt hästi arenenud jäsemed, aga ka sellised "kalased" omadused nagu keha pikkuses kulgev külgmine sensoorse joon. Teiste sarnaste selle üldise aja ja koha tetrapode hulka kuulusid Hynerpeton, Tulerpeton ja Ventastega.

Kunagi arvasid paleontoloogid, et need hilis-devoni tetrapoodid veetsid märkimisväärse osa oma ajast kuival maal, kuid nad on nüüd arvatakse olevat olnud peamiselt või isegi täiesti veekeskkond, kasutades absoluutselt ainult jalgu ja primitiivseid hingamisaparaate vajalik. Kõige olulisem leid nende tetrapoodide kohta oli numbrite arv nende esi- ja tagajäsemetel: kuskil 6 kuni 8, tugev viide sellele, et nad ei saanud olla hilisemate viieharuliste tetrapoodide ning nende imetajate, lindude ja roomajate esivanemad järeltulijad.

Alguses on 20 miljonit aastat pikk aeg Süsinik periood, mis on andnud väga vähe selgroogsete fossiile. Tuntud kui Romer's Gap, on fossiilide registris seda tühja perioodi toetatud Kreationist evolutsiooniteoorias on see kahtlus, kuid see on hõlpsasti seletatav asjaoluga, et fossiilid tekivad ainult väga eritingimustes. Romeri lõhe mõjutab eriti meie teadmisi tetrapodade evolutsioonist, sest kui me võtame loo 20 miljonit aastat hiljem (umbes 340 miljonit aastat tagasi) leidub arvukalt tetrapoodliike, mida saab rühmitada erinevatesse perekondadesse, mõned neist lähevad tõeliste kahepaiksete hulka.

Märkimisväärsete lõhejärgsete tetrapoodide hulgas on pisike Casineria, millel olid viis varvast; angerjasarnane Greererpeton, mis võib-olla on juba oma maismaalt orienteeritud tetrapoodide esivanematest "arenenud"; ja salamandrilaadsed Eucritta melanolimnetes, nimetatakse Šotimaalt "Musta laguuni olendiks". Hilisemate tetrapoodide mitmekesisus on tõendusmaterjal selle kohta, et evolutsiooni mõttes pidi Romer's Gapi ajal juhtuma palju.

Õnneks oleme viimastel aastatel suutnud täita mõned Romer's Gapi tühjad vormid. Pederpese luustik avastati 1971. aastal ja kolm aastakümmet hiljem täpsustas tetrapode eksperdi Jennifer Clacki edasine uurimine, et see haakus Romeri lõhe keskele. Oluline on see, et Pederpesel olid ettepoole suunatud viie varbaga ja kitsa koljuga jalad, mida iseloomustasid hilisemad kahepaiksed, roomajad ja imetajad. Sarnane Romeri lõhe ajal aktiivne liik oli suure sabaga Whatcheeria, mis näib veetvat suurema osa ajast vees.