Τρίτη, 14 Ιανουαρίου 2014

O «προπάππους» των ζώων της ξηράς. How We Got On Land, Bone by Bone

Το αρχαίο ψάρι Tiktaalik όπως πιθανότατα έμοιαζε. Αποδεικνύεται ότι ήταν ο πρόγονος των ζώων της στεριάς. Tiktaalik. Image courtesy of Kalliopi Monoyios, University of Chicago

Τα απολιθώματα ενός αρχαίου όντος αποκαλύπτουν πώς η προϊστορική ζωή βγήκε από το νερό και έκανε τα πρώτα «ασταθή» βήματά της στο μονοπάτι που οδήγησε στα τετράποδα ζώα της ξηράς.

«Υδάτινο» αλλά και… στεριανό

An artist's rendition of the fish-tetrapod transition. Credit: Kalliopi Monoyios.

Τα σημαντικά αυτά στοιχεία που δείχνουν το πώς… πατήθηκε ο δρόμος στην ιστορία της ζωής χάρισαν στους επιστήμονες τα οστά του Tiktaalik roseae, ενός όντος του γλυκού νερού που έζησε πριν από 375 εκατομμύρια χρόνια. Το Tiktaalik είχε μήκος που έφθανε τα τρία μέτρα και διέθετε χαρακτηριστικά των «υδάτινων» όντων τα οποία… είχαν παντρευτεί με άλλα που χαρακτήριζαν περισσότερο τη ζωή στην ξηρά.

Απολιθώματα του θαλάσσιου όντος Tiktaalik δείχνουν πώς έγινε η μετάβαση από τα ψάρια στα τετράποδα ζώα της στεριάς. The front half of Tiktaalik. Photo © Ted Daeschler

Τα απολιθώματα του Tiktaalik πρωτοανακαλύφθηκαν το 2004 στο νησί Ελσμιρ στην Καναδική Αρκτική. Το απίστευτο «μείγμα» βραγχίων, λεπιών, πτερυγίων, πνευμόνων, αλλά και λαιμού που είχε την ικανότητα κίνησης, δυνατού θώρακα και κεφαλιού που έμοιαζε με κροκόδειλου θέτουν το Tiktaalik κάπου στη μέση μεταξύ των ψαριών και των πρώτων τετράποδων ζώων της ξηράς.

Τώρα μια νέα μελέτη που δημοσιεύεται στην επιθεώρηση «Proceedings of the National Academy of Sciences» περιγράφει για πρώτη φορά αναλυτικά τη δομή του πίσω μέρους του σώματος του Tiktaalik. Σύμφωνα με τη μελέτη που βασίστηκε σε ανάλυση απολιθωμάτων πέντε Tiktaalik που βρέθηκαν στο νησί Ελσςμιρ, το ζώο αυτό διέθετε μεγάλη, δυνατή πύελο, μια ισχυρή άρθρωση μηριαίου-λαγόνιου οστού και μακριά πτερύγια στο πίσω μέρος του. Τα πτερύγια πιθανότατα βοηθούσαν το Tiktaalik να κολυμπά στο νερό αλλά συγχρόνως και να περπατά στις κοίτες των ποταμών ή να κινείται στους λασπότοπους.

Η μεγάλη πύελος

Η εξέλιξη των όντων με τέσσερα πόδια από τα ψάρια (στο κάτω μέρος) στα τετράποδα ζώα (επάνω μέρος) μέσω του Tiktaalik (κέντρο) που διέθετε δυνατή πύελο και μεγάλα πτερύγια στο πίσω μέρος του σώματος. Adapted from image courtesy of John Westlund, University of Chicago.

Ο Νιλ Σούμπιν, καθηγητής Ανατομίας στο Πανεπιστήμιο του Σικάγου και πρώτος συγγραφέας της νέας μελέτης σχετικά με αυτό το ον που αποδεικνύεται σημαντικός κρίκος της εξέλιξης, εξήγησε ότι το πιο αναπάντεχο εύρημα της ερευνητικής ομάδας αφορούσε το μέγεθος της πυέλου του Tiktaalik. «Για να κατανοήσει κάποιος πόσο γιγάντια ήταν η πύελος αυτού του ζώου, πρέπει να αναλογιστεί ότι είχε το ίδιο μέγεθος με έναν ώμο. Αυτό μαρτυρεί ότι τα οστά του πίσω μέρους του σώματος είχαν ήδη λάβει σημαντικό μέγεθος σε εκείνη τη φάση της μετάβασης από τα ζώα του νερού σε εκείνα που διέθεταν άκρα».

Image courtesy of John Westlund, University of Chicago.

Ο δρ Σούμπιν σημείωσε ότι περίμενε πως σε όντα σαν το Tiktaalik τα πτερύγια στο πίσω μέρος του σώματος καθώς και η πύελος θα είχαν μικρό μέγεθος και θα γίνονταν μεγαλύτερα και πιο δυνατά μόνο στα ζώα που προσαρμόζονταν στη ζωή στην ξηρά. Περιέγραψε τη μετάβαση αυτή όπως τη μετάβαση από ένα όχημα «εμπροσθοκίνητο» (τα ψάρια στην περίπτωσή μας) σε ένα όχημα «τετρακίνητο» (δηλαδή τα τετράποδα ζώα της στεριάς). «Αποδεικνύεται τελικώς ότι το μέγεθος του πίσω μέρος του σώματος ήταν ήδη μεγάλο στα ψάρια καθώς και ότι ένα σημαντικό μέρος της μετάβασης στη ζωή στη στεριά είχε ήδη λάβει χώρα στο νερό προτού εμφανιστούν τα τετράποδα όντα στην ξηρά» είπε ο καθηγητής.

Η Τζένιφερ Κλακ, καθηγήτρια Παλαιοντολογίας των Σπονδυλωτών και διευθύντρια του Μουσείου Ζωολογίας στο Πανεπιστήμιο του Κέιμπριτζ ανέφερε ότι τα απολιθώματα του Tiktaalik δίνουν μια απάντηση στο ερώτημα σχετικά με τη μετάβαση της ζωής από το νερό στην ξηρά. «Υπήρχε μεγάλο κενό στα όσα γνωρίζαμε σχετικά με το πώς έλαβε χώρα αυτή η μετάβαση, καθώς τα απολιθώματα που είχαμε στα χέρια μας δεν μας παρείχαν αρκετά στοιχεία. Το Tiktaalik μας έδωσε αυτό που ψάχναμε».

Kalliopi Monoyios is a scientific illustrator whose work has appeared in numerous scientific journals, newspapers and textbooks, has been featured on the covers of Nature, Science, and Genesis and has been "borrowed" by South Park (season 10, episode 12: “Go God Go”). For eleven years, she worked as a scientific illustrator under the eminent University of Chicago paleontologist, Neil Shubin, and was the lead illustrator in the papers announcing the discovery of Tiktaalik roseae, "the fishapod." She has illustrated two best-selling popular non-fiction books, Your Inner Fish; A Journey into the 3.5-Billion-Year History of the Human Body by Neil Shubin, and Why Evolution is True by Jerry Coyne. She views science illustration as a way to make cutting-edge research both interesting and accessible to a variety of audiences, ultimately leading to a more engaged and scientifically literate public. She is a member of the Guild of Natural Science Illustrators and the American Society of Illustrators Partnership. Follow on Twitter as @symbiartic. Or visit their website.