Проучване от Чикагския университет изследва как еволюираха перките на рибите непосредствено преди прехода

Разследване на вкаменени риби от периода късно девонски, Тъй като приблизително 375 милиона години, разкри еволюцията на плавниците, когато те започнаха да се движат към земните крака.

какъв

Новото проучване на палеонтолозите от Чикагския университет и публикувано тази седмица в Сборника на Националната академия на науките използва компютърна томография за изследване на формата и структурата на перки лъчи докато все още е затворена в околната скала.

Инструментите за изобразяване позволиха на изследователите да изградят 3D цифрови модели на цялата перка на физиопода. 'Tiktaalik roseaeи неговите роднини за първи път във вкаменелостите. След това те биха могли да използват тези модели, за да направят заключение как перките са функционирали и се променяли, когато са се превърнали в крайници.

Голяма част от изследванията на перките по време на този ключов етап на преход се фокусират върху големи кости и в хрущялите, които съответстват на тези на горната част на ръката, предмишницата, китката и пръстите. Известен като ендоскелет, изследователите проследяват как тези кости са се променили, за да станат разпознаваеми ръце, крака и пръсти в тетраподи или четирикраки същества.

Нежните лъчи и бодли на рибните плавници образуват втори скелет «дермален " не на последно място, той също претърпя еволюционни промени през този период.

Тези парчета често се пренебрегват, защото могат да се разпаднат, когато животните са вкаменени или защото са умишлено отстранени от изкопаеми, за да се разкрият по-големите кости на ендоскелета.

Дермалните лъчи съставляват по-голямата част от повърхността на много риби, но са били напълно загубени при ранните същества с крайници.

„Опитваме се да разберем общите тенденции и еволюцията на дермалния скелет, преди да настъпят всички тези други промени и да се развият крайниците“, обяснява Томас Стюарт, постдокторант, ръководил новото проучване. Ако искате да разберете как животните са се развили, за да използват перките си в тази част от историята, това е важен набор от данни ».

Стюарт и колегите му са работили с три късни девонски риби с примитивни четвъртиноги: „Sauripterus taylori","Eusthenopteron foordi"Y"Tiktaalik roseae', която беше открита през 2006 г. от екип, ръководен от палеонтолога от Чикагския университет, Нийл Шубин, водещ автор на новото изследване.

Вярваше се, че „Савриптер"и"Еустеноптеронса били напълно водни и са използвали гръдните си перки, за да плуват, въпреки че може да са се подпирали на дъното на езера и потоци. "Тиктаалик„може да е поддържал по-голямата част от теглото си с перките си и може би дори ги е използвал, за да излезе извън водата за кратки пътувания през плитки води и солени блата.

„Виждам цялата перка на“Тиктаалик„Получаваме по-ясна представа за това как се е наклонил и се е движил. Перката имаше вид палма, която можеше да се изравнява с калните дъна на реки и потоци “, казва Шубин.

Стюарт и Шубин са работили със студента Ихна Йо Y. Джъстин Лембърг, друг изследовател в лабораторията на Шубин, за да сканира проби от тези вкаменелости, докато те все още са били затворени в скала. Използвайки софтуер за изображения, те реконструираха 3D модели, които им позволиха да се движат, въртят и визуализират дермалния скелет, сякаш той е бил напълно отстранен от околния материал.

Моделите показаха, че лъчите на перките на тези животни са опростени и че общият размер на перка мрежа беше по-малък от по-предходните си риболовни.

Изненадващо видяха също, че горната и долната част на перките се въртят асиметрични. Ивиците на перките всъщност са изградени от двойки кости. В „Eusthenopteron“, например, горната или гръбната перка е малко по-голяма и по-дълга от долната или вентралната.

Гръбните ивици наТиктааликса били няколко пъти по-големи от вентралните лъчи, което предполага, че има мускули, които се простират през долната страна на перките, като месестата основа на дланта, за да подпомогнат теглото му.

„Това предоставя повече информация, която ни позволява да разберем как животно като„ Tiktaalik “използва перките си в този преход“, казва Стюарт. Животните преминаха от свободно плуване и използвайте техните перки, за да контролирате потока на водата около теб, до адаптирайте се, за да натиснете към повърхността на дъното на водата ».

Стюарт и колегите му също сравняват дермалните скелети на живи риби като есетра и бели дробове, за да разберат моделите, които виждат във вкаменелостите. Те видяха някои от същите асиметрични разлики между горната и долната част на перките, което предполага, че тези промени играят по-голяма роля в еволюцията на рибите.

„Това ни дава повече увереност и още един набор от данни, за да кажем, че тези модели са реални, широко разпространени и важни за риболова, не само във вкаменелостите по отношение на прехода от перка към крайник, но и функцията на перките като цяло ", заключава.