Znajdź zawartość

Wyjście zwierząt z wody na ląd to jedno z najważniejszych wydarzeń w ewolucji. Kluczem do zrozumienia, jak do tego doszło, jest odkrycie, kiedy i jak wyewoluowały płuca i kończyny. Wykazaliśmy, że biologiczne podstawy do ich ewolucji istniały na długo przed tym, zanim pierwsze zwierzę wyszło na brzeg, mówi profesor Guojie Zhang z Uniwersytetu w Kopenhadze. Nie od dzisiaj wiemy, że człowiek oraz inne kręgowce wyewoluowały z ryb. Przed około 370 milionami lat na ląd zaczęły wychodzić pierwsze prymitywne czworonogi, ryby, które zmieniły płetwy na kończyny i były w stanie oddychać powietrzem atmosferycznym. Okazuje się jednak, że zmiana płetw na kończyny i umiejętność oddychania poza wodą są znacznie starsze. Naukowcy z Uniwersytetu w Kopenhadze przeprowadzili badania genetyczne, które dowiodły, że już 50 milionów przed wyjściem czworonogów na ląd istniał kod genetyczny umożliwiający zmianę płetw na łapy i pozwalający na oddychanie powietrzem atmosferycznym. Co więcej, geny te wciąż istnieją u ludzi i wielopłetwcowatych. Badania, opublikowane na łamach pisma Cell, zmieniają tradycyjne spojrzenie na ciąg wydarzeń, które doprowadziły do pojawienia się pierwszych zwierząt lądowych. Uczeni od pewnego czasu podejrzewają, że płetwy piersiowe wielopłetwcowatych, ryb potrafiących poruszać się po lądzie podobnie jak czworonogi, odpowiadają płetwom, jakie posiadał nasz wspólny przodek z rybami. Teraz, dzięki mapowaniu genomu wykonanemu przez uczonych z Kopenhagi, dowiadujemy się, że staw łączący metapterygium z radialiami płetw jest homologiem – czyli ma wspólne pochodzenie ewolucyjne – stawu łokciowego u człowieka. Sekwencja DNA kontrolująca rozwój stawu łokciowego H. sapiens istniała już u wspólnego przodka prymitywnych ryb i kręgowców lądowych i wciąż u nich istnieje. Jednak w pewnym momencie ewolucji sekwencję tę utraciły ryby z podgromady doskonałokształtnych. Wielopłetwcowate i niektóre inne prymitywne ryby posiadają parę płuc przypominających ludzkie płuca. Właśnie przeprowadzone badania wykazały, że ich płuca funkcjonują podobnie jak płuca niszczuki krokodylej i dochodzi u nich do ekspresji tych samych genów co w ludzkich płucach. Jednocześnie wykazano, że w tkance płuc i pęcherza pławnego mamy do czynienia z bardzo podobną ekspresją genów, co wskazuje, że są organami homologicznymi. Tak zresztą uważał już Darwin. Jednak o ile Darwin sądził, że pęcherz pławny przekształcił się w płuca, to obecne badania sugerują, że wyewoluował on z płuc. Ich autorzy sądzą, że nasi wcześni rybi przodkowie posiadali prymitywne płuca. W toku ewolucji część ryb zachowała te płuca, co pozwoliło im z czasem wyjść na ląd i przyczyniło się do pojawienia się czworonogów, a u części ryb z płuc powstał pęcherz pławny, prowadząc do powstania doskonałokształtnych. Badania te pokazują, skąd wzięły się różne organy naszego ciała i ich funkcję są zapisane w kodzie genetycznym. Niektóre z funkcji związanych z płucami i kończynami nie pojawiły się w czasie, gdy pierwsze zwierzęta wyszły na ląd, ale były zakodowane w genomie na długo zanim pierwsza ryba zaczęła prowadzić lądowy tryb życia. Co ciekawe, te sekwencje genetyczne są wciąż obecne w rybich „żywych skamielinach”, dzięki czemu możemy je badać, mówi Guojie Zhang. « powrót do artykułu

Zwierzę sprzed 380 milionów lat, które pływało w oceanach i chodziło po lądzie jest zaginionym ogniwem ewolucji ludzkiej dłoni. Elpistostege watsoni miał 1,5 metra długości, ostre kły, płaską głowę, długi pysk i niewielkie okrągłe oczy, wyglądem przypominał połączenie rekina z jaszczurką. Jednak tym, co najbardziej zainteresowało kanadyjsko-australijski zespół paleontologów były jego płetwy. Wszystkie cztery płetwy tego stworzenia to pierwsza znana nam skamieniałość, na której widać przydatki, które z czasem stały się kośćmi palców i umożliwiły powstanie ludzkiej dłoni. Stworzenie miało cztery kończyny i w każdej z nich widoczne są niezwykłe kości, przypominające kości palców. Paleontolog profesor John Long z australijskiego Flinders University mówi, że to niezwykle ważne znalezisko. Ujawnia ono bardzo ważne informacje na temat ewolucji dłoni u kręgowców. To raz pierwszy mamy bezpośredni dowód na rozwój palców w płetwie. Te kości przypominają kości występujące w kończynach większości czworonogów, dodaje. Skamieniałość wykopano w Miguasha National Park na wybrzeżu Quebecu. To miejsce znane z występowania licznych skamieniałości z dewonu. Sam zaś dewon zwany jest epoką ryb. Odkrycie to przesuwa też moment powstania palców do ryb. Dotychczas sądzono, że pojawiły się one znacznie później u zwierząt lądowych. Palce zaczęły rozwijać się zatem bezpośrednio przed tym, gdy ryby zaczęły wychodzić na ląd. Wyewoluowanie ryb z czworonogi było jednym z najbardziej istotnych wydarzeń ewolucji. Czworonogi mogły opuścić wodę i opanować lądy. Jednak do tego konieczna była zamiana płetw w dłonie i stopy. Naukowcy badający ewolucję rybich płetw w kończyny czworonogów (w tym i człowieka) badają szczątki ryb i tetrapodów z okresu środkowego i górnego dewonu. Te formy przejściowe należą do rodziny Elpistostegidae. To zwierzęta przypominające czworonogi, ale zachowały wiele cech rybich. Jednym z nich jest słynny Tiktaalik z kanadyjskiej Arktyki. To słodkowodne stworzenie osiągało około 1 metra długości, ale dotychczas znamy tylko jego częściowy szkielet. Współautor badań Richard Cloutier z Quebec University mówi, że pojawienie się palców zbiega się z możliwością wsparcia przez ryby ciężaru ciała w płytkich wodach lub na lądzie. Podczas naszych badań zauważyliśmy również strukturę przypominającą kość ramienną. Również ona ma pewne cechy wspólne z kością ramienną wczesnych płazów, mówi uczony. Elpistostege to niekoniecznie nasz przodek, ale to najbliższa znana nam skamieniałość, która jest ogniwem pomiędzy rybami a czworonogami, dodaje. « powrót do artykułu