Un studiu de la Universitatea din Chicago investighează modul în care aripioarele peștilor au evoluat chiar înainte de tranziție

O anchetă pe pești fosilizați a perioadei devonian târziu, Din moment ce aproximativ 375 milioane de ani, a dezvăluit evoluția aripioarelor pe măsură ce acestea au început să se deplaseze către membrele care merg pe pământ.

strămoșul

Noul studiu realizat de paleontologi la Universitatea din Chicago și publicat săptămâna aceasta în Proceedings of the National Academy of Sciences, a folosit tomografia computerizată pentru a examina forma și structura raze de aripioare în timp ce era încă închis în stânca din jur.

Instrumentele de imagistică au permis cercetătorilor să construiască modele digitale 3D ale întregii aripioare fiziopode.Tiktaalik roseae'și rudele sale din dosarul fosilelor pentru prima dată. Apoi ar putea folosi aceste modele pentru a deduce modul în care aripioarele au funcționat și s-au schimbat pe măsură ce au evoluat în membre.

O mare parte din cercetările privind aripioarele din această etapă cheie de tranziție se concentrează pe oase mari iar în cartilajele care corespund cu cele ale brațului superior, antebrațului, încheieturii mâinii și degetelor. Cunoscut sub numele de endoschelet, cercetătorii urmăresc modul în care aceste oase s-au schimbat pentru a deveni brațe, picioare și degete recunoscute în tetrapode sau creaturi cu patru picioare.

Razele delicate și țepii aripioarelor unui pește formează un al doilea schelet «cutanat " nu în ultimul rând, a suferit și schimbări evolutive în această perioadă.

Aceste piese sunt adesea trecute cu vederea deoarece se pot destrăma atunci când animalele sunt fosilizate sau pentru că sunt îndepărtate intenționat de preparatorii de fosile pentru a dezvălui oasele mai mari ale endoscheletului.

Razele dermice reprezintă cea mai mare parte a suprafeței multor aripioare ale peștilor, dar s-au pierdut complet la primele creaturi cu membre.

„Încercăm să înțelegem tendințele generale și evoluția scheletului dermic înainte ca toate aceste alte modificări să apară și membrele să evolueze”, explică Thomas Stewart, cercetător postdoctoral care a condus noul studiu. Dacă doriți să înțelegeți cum au evoluat animalele pentru a-și folosi aripioarele în această parte a poveștii, acesta este un set de date important ».

Stewart și colegii săi au lucrat cu trei pești devonieni târzii cu caracteristici tetrapode primitive:Sauripterus taylori','Eusthenopteron foordi„Y”Tiktaalik roseae', care a fost descoperită în 2006 de o echipă condusă de paleontologul Universității din Chicago, Neil Shubin, autor principal al noului studiu.

Se credea că „Sauripterus' si 'Eusthenopteron„erau complet acvatici și își foloseau aripioarele pectorale pentru a înota, deși s-ar fi putut sprijini pe fundul lacurilor și al pâraielor. „TiktaalikPoate că și-a susținut cea mai mare parte a greutății cu aripioarele și poate chiar le-a folosit pentru a se aventura afară din apă pentru călătorii scurte prin apă puțin adâncă și mlaștini sărate.

„Văzând întreaga aripă a”Tiktaalik„avem o imagine mai clară a modului în care s-a aplecat și s-a mișcat. Aripioara avea un fel de palmă care putea fi îmbujorată pe fundurile noroioase ale râurilor și cursurilor de apă ”, spune Shubin.

Stewart și Shubin au lucrat cu studentul Ihna Yoo Da Justin Lemberg, un alt cercetător din laboratorul lui Shubin, pentru a scana exemplarele acestor fosile în timp ce acestea erau încă învelite în stâncă. Folosind software-ul de imagistică, au reconstruit modele 3D care le-au permis să se miște, să se rotească și să vizualizeze scheletul dermic ca și cum ar fi fost complet îndepărtat din materialul înconjurător.

Modelele au arătat că razele aripioarelor acestor animale au fost simplificate și că dimensiunea totală a net net era mai mic decât predecesorii săi de pescuit.

În mod surprinzător, au văzut, de asemenea, că partea superioară și inferioară a aripioarelor se întorc asimetric. Dungile de aripioare sunt de fapt formate din perechi de oase. În „Eusthenopteron”, de exemplu, banda superioară sau aripioarelor dorsale a fost puțin mai mare și mai lungă decât cea inferioară sau ventrală.

Dungile dorsale aleTiktaalik„erau de câteva ori mai mari decât razele sale ventrale, ceea ce sugerează că avea mușchi care se întindeau pe partea inferioară a aripioarelor sale, precum baza cărnoasă a palmei, pentru a-și susține greutatea.

„Aceasta oferă mai multe informații care ne permit să înțelegem cum un animal ca„ Tiktaalik ”își folosea aripioarele în această tranziție”, spune Stewart. Animalele au trecut de la înot liber și folosiți aripioarele pentru a controla fluxul de apă în jurul tău, să se adaptează pentru a împinge împotriva suprafeței la fundul apei ».

Stewart și colegii săi au comparat, de asemenea, scheletele dermice ale peștilor vii, cum ar fi sturionul și lungfish, pentru a înțelege modelele pe care le vedeau în fosile. Ei au văzut unele dintre aceleași diferențe asimetrice între vârful și partea inferioară a aripioarelor, sugerând că aceste schimbări au jucat un rol mai mare în evoluția peștilor.

„Asta ne oferă mai multă încredere și un alt set de date pentru a spune că aceste tipare sunt reale, răspândite și importante pentru pești, nu doar în înregistrarea fosilă în ceea ce privește tranziția de la aripă la membră, ci și funcția aripioarelor în general ", conchide.