Evoluția Primilor Tetrapodi

Este una dintre imaginile iconice ale evoluției: acum 400 de milioane de ani, înapoi în ceața preistorică a timpului geologic, un pește curajos se târâie laborios în afara apei și pe uscat, reprezentând primul val al unei invazii vertebrate care duce la dinozauri, mamifere și oameni ființe. Logic vorbind, desigur, nu mai datorăm primului tetrapod (greacă pentru „patru metri”) decât noi faceți la prima bacterie sau la primul burete, dar ceva despre acest nefericit criter încă mai trage la noi heartstrings.

Așa cum se întâmplă deseori, această imagine romantică nu se potrivește cu realitatea evolutivă. Între 350 și 400 de milioane de ani în urmă, diverse pești preistorici s-a târât afară din apă în diferite momente, ceea ce face aproape imposibilă identificarea strămoșului „direct” al vertebratelor moderne. De fapt, multe dintre cele mai celebre tetrapode timpurii aveau șapte sau opt cifre la capătul fiecărui membre și, deoarece animale moderne aderați strict la planul corpului cu cinci picioare, ceea ce înseamnă că acești tetrapodi au reprezentat un punct mort evolutiv din perspectiva

Primii tetrapodi au evoluat de la pești cu „lene fină”, care diferă în moduri importante de peștii „cu aripi de rază”. În timp ce peștele cu aripioare de rază este cel mai obișnuit tip de pește în ocean în ziua de azi, singurii pești cu aripioare lobului de pe planetă sunt peștii plămâni și peștii coelacanth, despre care s-a crezut că acestea au dispărut acum zeci de milioane de ani, până când un exemplar viu a apărut în 1938. Aripioarele inferioare ale peștilor cu aripioarele lobului sunt dispuse în perechi și susținute de oase interne - condițiile necesare pentru ca aceste înotătoare să evolueze în picioare primitive. Pești cu aripioarele lobului din Devoniană perioada era deja capabilă să respire aer, când era necesar, prin „spiracle” în craniile lor.

Experții diferă în ceea ce privește presiunile de mediu care au determinat peștii cu lobozi să evolueze spre mers, respirația tetrapodelor, dar unul teoria este că lacurile și râurile superficiale în care au trăit acești pești au fost supuse secetei, favorizând speciile care ar putea supraviețui în sec Condiții. O altă teorie afirmă că primii tetrapodi au fost literalmente alungați din apă de către cei mai mari peștele - terenul uscat îngrășa o abundență de hrană pentru insecte și plante și o absență marcată de periculoase prădători. Orice pește cu aripioare de lob care s-a aruncat pe pământ s-ar fi găsit într-un adevărat paradis.

În termeni evolutivi, este greu de diferențiat între cei mai avansați pești cu aripioare de lob și cei mai primitivi tetrapodi. Trei genuri importante mai apropiate de capătul de pește al spectrului au fost Eusthenopteron, Panderichthys și Osteolopis, care și-au petrecut tot timpul în apă, având încă caracteristici latente ale tetrapodului. Până de curând, acești strămoși ai tetrapodului aproape toți proveneau din depozitele fosile din nordul Atlanticului, dar descoperirea din Gogonasus din Australia a pus kibosh pe teoria că animalele care locuiesc pe uscat își au originea în emisfera nordică.

Oamenii de știință au fost de acord că primele tetrapode adevărate datează de acum 385- 380 milioane de ani. Toate acestea s-au schimbat odată cu descoperirea recentă a urmelor de tetrapod în Polonia, până în 397 de milioane de ani în urmă, ceea ce ar fi în mod eficient numit calendarul evolutiv cu 12 milioane de ani. Dacă este confirmată, această descoperire va determina unele revizuiri ale consensului evolutiv.

După cum vedeți, evoluția tetrapodului este departe de a fi scrisă în piatră - tetrapodii au evoluat de nenumărate ori, în diferite locuri. Cu toate acestea, există câteva specii de tetrapode timpurii care sunt considerate mai mult sau mai puțin definitive de către experți. Cel mai important dintre acestea este Tiktaalik, care se crede că a fost cocoțat la jumătatea distanței dintre peștele cu aripioare lob-asemănătoare cu tetrapodul și tetrapodii adevărați, ulterior. Tiktaalik a fost binecuvântat cu echivalentul primitiv al încheieturilor - ceea ce ar fi putut să-l ajute să se propășească pe înotătoarele sale față față, marginile lacurilor superficiale - precum și un gât adevărat, care îi oferă flexibilitatea și mobilitatea foarte necesare în timpul călcărilor rapide pe uscat.

Datorită mixului său de tetrapod și caracteristicile peștilor, Tiktaalik este adesea denumit "fishapod", nume care se aplică uneori și peștilor avansați cu aripioare de lob, precum Eusthenopteron și Panderichthys. Un alt fishapod important a fost Ichthyostega, care a trăit aproximativ cinci milioane de ani după Tiktaalik și a obținut dimensiuni la fel de respectabile - aproximativ cinci metri lungime și 50 de kilograme.

Până la descoperirea recentă a Tiktaalikului, cel mai cunoscut dintre toate tetrapodurile timpurii a fost Acanthostega, care datează în urmă cu aproximativ 365 de milioane de ani. Această creatură zveltă avea membre relativ bine dezvoltate, precum și astfel de caracteristici „pește” ca o linie senzorială laterală care se desfășoară pe toată lungimea corpului său. Alți tetrapodi similari din acest timp și loc general includ Hynerpeton, Tulerpeton și Ventastega.

Paleontologii au crezut cândva că acești tetrapodi devoniști târzii au petrecut o cantitate semnificativă din timpul lor pe uscat, dar acum sunt se crede că au fost în primul rând sau chiar total acvatice, folosind doar picioarele și aparatele de respirație primitive atunci când sunt absolut necesar. Cea mai semnificativă constatare despre aceste tetrapode a fost numărul de cifre de pe membrele frontale și posterioare: oriunde între 6 și 8, a indicie puternică că nu ar fi putut fi strămoșii tetrapodilor de mai târziu cu cinci picioare și mamiferele lor, aviare și reptiliene urmasi.

Există o perioadă de timp de 20 de milioane de ani la început Carbonifer perioadă care a dat foarte puține fosile vertebrate. Cunoscută sub numele de Romer Gap, această perioadă goală din evidența fosilelor a fost folosită pentru a susține creaționist îndoială în teoria evoluției, dar este ușor de explicat prin faptul că fosilele se formează doar în condiții foarte speciale. Romer Gap afectează în mod deosebit cunoștințele noastre despre evoluția tetrapodului, deoarece, atunci când ridicăm povestea 20 de milioane de ani mai târziu (aproximativ 340 milioane cu ani în urmă), există o profuzie de specii de tetrapod care pot fi grupate în familii diferite, unele care se apropie foarte mult de a fi adevărați amfibieni.

Printre tetrapodele post-gap notabile se numără casineria minusculă, care avea picioarele cu cinci picioare; Greererpeton asemănător anghilei, care poate a „deja evoluat” de la strămoșii săi tetrapodi mai orientați pe pământ; iar salamandra Eucritta melanolimnetes, altfel cunoscută sub numele de „creatura din Laguna Neagră”, din Scoția. Diversitatea tetrapodilor de mai târziu este o dovadă că multe lucruri s-au întâmplat, înțelepte în evoluție, în timpul lui Romer Gap.

Din fericire, în ultimii ani am reușit să completăm unele dintre semnalele ale lui Romer Gap. Scheletul lui Pederpes a fost descoperit în 1971 și, trei decenii mai târziu, investigațiile ulterioare ale expertei tetrapod Jennifer Clack l-au dat în vârf în mijlocul lui Romer Gap. În mod semnificativ, Pederpes avea picioarele orientate înainte cu cinci vârfuri și un craniu îngust, caracteristici văzute la amfibieni, reptile și mamifere ulterioare. O specie similară activă în timpul lui Romer Gap a fost Whatcheeria cu coadă mare, care pare să fi petrecut cea mai mare parte a timpului în apă.