Evolucija prvih Tetrapodov

To je ena od ikoničnih slik evolucije: pred 400 leti ali približno milijon let nazaj v prazgodovinski megli geološkega časa se pogumne ribe plazijo pridno izstopajo iz vode in na kopno, kar predstavlja prvi val invazije vretenčarjev, ki vodi do dinozavrov, sesalcev in človeka bitja. Logično gledano, seveda, ni več dolžan zahvaljujoč prvemu tetrapodu (grško za "štiri noge") kot naredite prvo bakterijo ali prvo gobo, toda nekaj o tem čudaškem kreterju je še vedno pri nas srca.

Kot se pogosto dogaja, se tudi ta romantična podoba ne ujema z evolucijsko resničnostjo. Med 350 in 400 milijoni let nazaj, razne prazgodovinske ribe plazil iz vode v različnih obdobjih, zaradi česar je skoraj nemogoče prepoznati "neposrednega" prednika sodobnih vretenčarjev. Pravzaprav je imelo veliko najslavnejših zgodnjih tetrapodov na koncu vsake okončine sedem ali osem številk, in ker sodobne živali strogo se držijo načrta telesa s petimi nogami, kar pomeni, da so te tetrapode predstavljale evolucijsko slepo ulico z vidika the prazgodovinske dvoživke ki jim je sledil.

Najzgodnejši tetrapodi so se razvili iz rib z repom, ki so se na pomemben način razlikovale od rib z žarki. Medtem ko so ribe, ki so osmrjene, najpogostejše vrste rib v oceanu danes, so na planetu edine ribe, ki so plavuti z repom, kolacantovMenili smo, da je slednji izumrl pred več deset milijoni let, dokler se leta 1938 ni pojavil živ primerek. Spodnje plavuti ribe, ki so rezane z repom, so razporejene v parih in podprte z notranjimi kostmi - potrebni pogoji, da se plavuti razvijejo v primitivne noge. Ribe z repom z repom Devonski obdobja so že lahko dihali zrak, kadar je bilo to potrebno, s pomočjo "spiral" na svojih lobanjah.

Strokovnjaki se razlikujejo glede pritiskov na okolje, zaradi katerih so se ribe z rebrastimi mrežami razvile v hojo, dihanje tetrapod, vendar ena teorija je, da so plitva jezera in reke, v katerih so živele te ribe, podvrženi suši, kar je dajalo prednost vrstam, ki bi lahko preživele na suhem pogoji. Druga teorija pravi, da so najzgodnejše tetrapodi dobesedno iz vode izganjali večje ribe - suha zemlja je vsebovala obilje žuželk in rastlinske hrane ter izrazito odsotnost nevarne plenilci. Vsaka riba z režnjami, ki je priletela na kopno, bi se znašla v pravem raju.

V evolucijskem smislu je težko ločiti med najnaprednejšimi ribami z repom z repom in najbolj primitivnimi tetrapodami. Trije pomembni rodovi, ki so bili bližje ribjemu spektru, so bili Eusthenopteron, Panderichthys in Osteolopis, ki so ves svoj čas preživeli v vodi in so imeli še latentne tetrapodne lastnosti. Do nedavnega so se ti tetrapodni predniki skoraj vsi zasipavali s fosilnimi nahajališči v severnem Atlantiku, a odkritje Gogonasusa v Avstraliji je kiboš postavil na teorijo, da živali na kopnem izvirajo iz severne poloble.

Znanstveniki so se nekoč strinjali, da najstarejše prave tetrapodje datirajo pred približno 385 do 380 milijonov let. Vse se je spremenilo z nedavnim odkritjem sledov tetrapod na Poljskem, ki je bilo pred 397 milijoni let, kar bi dejansko omogočilo povratni evolucijski koledar za 12 milijonov let. Če bo potrjeno, bo to odkritje spodbudilo nekatere spremembe evolucijskega konsenza.

Kot vidite, evolucija tetrapodov še zdaleč ni zapisana v kamnu - tetrapodi so se razvijali večkrat na različnih mestih. Kljub temu obstaja nekaj zgodnjih vrst tetrapod, ki jih strokovnjaki štejejo za bolj ali manj dokončne. Najpomembnejši med njimi je Tiktaalik, za katerega se domneva, da je sedel na sredini med tetrapodom podobnim ribam, rejenim z jastogom in poznejšimi, resničnimi tetrapodami. Tiktaalik je bil blagoslovljen s primitivnim ekvivalentom zapestja - kar mu je morda pomagalo, da se je postavil na svoje trmaste sprednje plavute vzdolž robovi plitvih jezer - pa tudi pravega vratu, ki mu nudi hitro potrebno fleksibilnost in mobilnost med hitrimi jutami na suho.

Zaradi svoje kombinacije tetrapod in ribjih značilnosti, Tiktaalika pogosto označujejo kot "ribarnica," ime, ki se včasih uporablja tudi za napredne ribe, rejene z jastogom, kot sta Eusthenopteron in Panderichthys. Druga pomembna ribarnica je bila Ichthyostega, ki je živela približno pet milijonov let po Tiktaaliku in je dosegla podobne ugledne velikosti - približno pet čevljev in 50 kilogramov.

Do nedavnega odkritja Tiktaalika je bil najbolj znan izmed vseh zgodnjih tetrapod Acanthostega, ki je nastala pred približno 365 milijoni let. To vitko bitje je imelo razmeroma dobro razvite okončine, pa tudi takšne "ribje" lastnosti, kot je bočna čutna črta, ki teče po dolžini telesa. Drugi podobni tetrapodi tega splošnega časa in kraja so bili Hynerpeton, Tulerpeton in Ventastega.

Paleontologi so nekoč verjeli, da so ti poznovonski tetrapodi preživeli velik del svojega časa na suhem, zdaj pa so za katero so mislili, da je primarna ali celo popolnoma vodna, samo z nogami in primitivnimi dihalnimi aparati, kadar je to popolnoma potrebno. Najpomembnejša ugotovitev teh tetrapod je bilo število števk na njihovih sprednjih in zadnjih okončinah: kjer koli od 6 do 8, a močan pokazatelj, da ne bi mogli biti predniki kasnejših petoprednih tetrapod in njihovih sesalcev, ptičjih in plazilcev potomci.

Zgodaj je že 20 milijonov let dolg čas Ogljikov obdobje, ki je dalo zelo malo fosilov vretenčarjev. To prazno obdobje v zapisu o fosilih je bilo znano kot Romerjeva vrzel in je bilo podprto Kreacionisti dvom v teorijo evolucije, vendar je to enostavno razložljivo z dejstvom, da fosili nastajajo le v zelo posebnih pogojih. Romer's Gap zlasti vpliva na naše znanje o evoluciji tetrapodov, ker, ko zgodbo poberemo 20 milijonov let kasneje (približno 340 milijonov pred leti) obstaja veliko število vrst tetrapodov, ki jih je mogoče razvrstiti v različne družine, nekatere pa so zelo blizu, da so prave dvoživke.

Med opaznimi tetrapodami po reži so drobne Casinerije, ki so imele stopala s petimi nogicami; jegulju podoben Greererpeton, ki se je morda že "razvil" od svojih bolj kopenskih prednikov tetrapodov; in v obliki salamanderja Eucritta melanolimnetes, sicer znano kot "bitje iz Črne lagune" s Škotske. Raznolikost kasnejših tetrapod je dokaz, da se je v času Romerjeve vrzeli moralo zgoditi marsikaj, evolucijsko.

Na srečo smo uspeli zapolniti nekatere praznine Romerjeve vrze v zadnjih letih. Okostje Pederpesa je bilo odkrito leta 1971, tri desetletja pozneje pa ga je nadaljnja preiskava strokovnjaka za tetrapod Jennifer Clack dala v sredino Romerjeve vrzeli. Pederpesovo je imelo spredaj obrnjeno stopalo s petimi prsti in ozko lobanjo, značilnosti, ki so jih opazili pri kasnejših dvoživkah, plazilcih in sesalcih. Podobna vrsta, ki je bila aktivna med Romerjevo vrzeljo, je bila velika rebra Whatcheeria, za katero se zdi, da je večino časa preživela v vodi.