A Chicagói Egyetem tanulmánya azt vizsgálja, hogyan fejlődtek a hal uszonyai közvetlenül az átmenet előtt

Vizsgálat megkövesedett halak az időszak késő devon, Mivel kb 375 millió év, feltárta az uszonyok evolúcióját, amikor elkezdtek mozogni a földön járó végtagok felé.

őseink

A Chicagói Egyetem paleontológusainak új tanulmánya, amelyet ezen a héten tett közzé a Proceedings of the National Academy of Sciences, számítógépes tomográfiával vizsgálta a uszony sugarak miközben még mindig a környező sziklába burkolt.

A képalkotó eszközök lehetővé tették a kutatók számára, hogy 3D digitális modelleket készítsenek a teljes élőlábú uszonyról. 'Tiktaalik roseaeés rokonai először szerepelnek a fosszilis nyilvántartásban. Ezután felhasználhatták ezeket a modelleket arra a következtetésre, hogy az uszonyok hogyan működtek és változtak, ahogy végtagokká fejlődtek.

Az uszonyok kutatásának nagy része ebben a kulcsfontosságú átmeneti szakaszban a nagy csontok valamint a felkar, az alkar, a csukló és az ujjak porcaiban. Az endoskeleton néven kutatók nyomon követik, hogyan változtak ezek a csontok, hogy felismerhető karokká, lábakká és ujjakká váljanak tetrapodákban vagy négylábú lényekben.

A hal uszonyának finom sugarai és tüskéi egy második csontvázat alkotnak «bőr" nem utolsósorban evolúciós változásokon is ment keresztül ebben az időszakban.

Ezeket a darabokat gyakran figyelmen kívül hagyják, mert széteshetnek, ha az állatok megkövesednek, vagy mert a fosszilis készítmények szándékosan eltávolítják őket, hogy felfedjék az endoskeleton nagyobb csontjait.

A bőrsugarak teszik ki a legtöbb halúszó felületének nagy részét, de a végtagokkal rendelkező korai lények teljesen elvesztek.

"Megpróbáljuk megérteni a dermális csontváz általános tendenciáit és evolúcióját, mielőtt mindezen egyéb változások bekövetkeznének, és a végtagok fejlődnének" - magyarázza Thomas Stewart, az új tanulmány vezetője, posztdoktori kutató. Ha meg szeretné érteni, hogy az állatok hogyan fejlődtek úgy, hogy uszonyaikat felhasználják a történet ezen részében, ez egy fontos adatkészlet ».

Stewart és munkatársai három késő devoni halral dolgoztak, primitív tetrapod tulajdonságokkal:Sauripterus taylori','Eusthenopteron foordi„Y”Tiktaalik roseae', amelyet 2006-ban fedezett fel a Chicagói Egyetem paleontológusa által vezetett csoport, Neil Shubin, az új tanulmány vezető szerzője.

Úgy gondolták, hogy aSauripterus' és a 'Eusthenopteron'teljesen vízi állapotban voltak, és a mellúszójukat használták az úszáshoz, bár a tavak és patakok aljára támaszkodhattak. A 'Tiktaalik"súlyának nagy részét alátámasztotta uszonyaival, és talán még arra is felhasználta, hogy kisvállalkozzon a vízből rövid utakra sekély vízben és sós mocsarakban.

"A teljes uszonyát látva"Tiktaalik'tisztább képet kapunk arról, hogyan hajolt és mozgott. Az uszonynak volt egyfajta tenyere, amely a folyók és patakok sáros aljához tudott süllyedni. ”- mondja Shubin.

Stewart és Shubin együtt dolgozott a főiskolai hallgatóval Ihna Yoo Y Justin lemberg, egy másik kutató Shubin laboratóriumában, hogy átkutassa ezeknek az ősmaradványoknak a példányait, miközben azok még sziklába voltak zárva. Képalkotó szoftver segítségével rekonstruálták azokat a 3D modelleket, amelyek lehetővé tették számukra a bőrváz mozgatását, forgatását és vizualizálását, mintha azt teljesen eltávolították volna a környező anyagból.

A modellek azt mutatták, hogy ezen állatok uszonyának sugara egyszerűsödött, és hogy az állatok teljes mérete uszony háló kisebb volt, mint több halászati ​​elődje.

Meglepő módon azt is látták, hogy az uszonyok felső és alsó része megfordul aszimmetrikus. A fin csíkok valójában csontpárokból állnak. Az „Eusthenopteron” -nál például a felső vagy a háti uszony csíkja valamivel nagyobb és hosszabb volt, mint az alsó vagy a ventrális.

A hátsó csíkokTiktaalik"többször nagyobbak voltak, mint a ventrális sugárzások, ami arra utal, hogy az uszonyai olyanak voltak, amelyek az uszonyaik alsó részén átnyúltak, mint például a tenyér húsos alapja, hogy segítsék a súlyát.

"Ez több információt nyújt, amely lehetővé teszi számunkra, hogy megértsük, hogy egy olyan állat, mint a" Tiktaalik ", hogyan használta uszonyait ebben az átmenetben" - mondja Stewart. Az állatok szabadon úsztak és uszonyaikkal szabályozzák a víz áramlását körülötted, a alkalmazkodjon ahhoz, hogy a felszínhez nyomja a víz fenekén ».

Stewart és munkatársai összehasonlították az élő halak - például tokhal és tüdőhal - bőrvázait is, hogy megértsék a kövületekben látott mintákat. Néhány azonos aszimmetrikus különbséget láttak az uszonyok felső és alsó része között, ami arra utal, hogy ezek a változások nagyobb szerepet játszottak a halak evolúciójában.

"Ez nagyobb bizalmat és újabb adatsort jelent arra vonatkozóan, hogy ezek a minták valóságosak, elterjedtek és fontosak a halak számára, nemcsak a fosszilis nyilvántartásban, az uszony-végtag átmenet szempontjából, hanem általában az uszonyok funkciójában is. ", zárja le.