Premik živali s kopnega v morje se je v zadnjih 250 milijonih let zgodil že večkrat in je bil dokumentiran na več različnih in edinstvenih načinov. Zdaj pa je skupina raziskovalcev prvič ustvarila pregled, ki ne daje le vpogleda v evolucijo, ampak lahko tudi pomaga bolj natančno oceniti vpliv ljudi na planet.
Sorodne vsebine
- Zakulisje s kustosom Nickom Pyensonom: Nov fosilni kit
Oceani so prepredeni s tetrapodami - "štirinožnimi" pticami, plazilci, sesalci in dvoživkami, ki so se večkrat preselile s kopnega v morje in svoje noge prilagodile plavuti. Prehodi so pogosto povezani z množičnim izumrtjem, toda resnični razlogi so le delno znani na podlagi fosilov in na primer s proučevanjem podnebja Zemlje.
Ti prehodi veljajo za "kanonične ponazoritve" evolucijskega procesa in so zato idealni za študij; Neil P. Kelley in Nicholas D. Pyenson, dva Smithsonska znanstvenika, ki sta sestavila nov pogled na te tetrapode, sta se pojavila ta teden, tudi živi morski tetrapod - kot so kiti, tjulnje, vidre in morski leva - v reviji Science .
Namesto da bi zbrali dokaze z enega samega polja, je par združeval raziskave iz mnogih strok, vključno s paleontologijo, molekularno biologijo in varstveno ekologijo, da bi dal veliko širšo sliko o dogajanju, ko so se skozi tisočletja živali s kopnega premikale na morje.
Znanstveniki skorajda potrebujejo delo v ozkih silosih, zato bodo te raziskave pomagale razširiti njihove poglede in potencialno omogočiti hitrejši napredek pri razumevanju evolucije. Spoznanje, kako so se ta bitja prilagodila v zadnjih nekaj sto milijonih let, in še posebej, kako so se spremenile v dobi, odkar so se ljudje pojavili, nam lahko pomaga postati boljši upravitelji planeta.
"To je enkratna zbirka vsega, kar je znano o tistih različnih skupinah, ki so se razvile, da bi se vrnile nazaj v morje, " pravi Louis L. Jacobs, profesor zemeljskih znanosti in predsednik Inštituta za proučevanje zemlje. in Človek na Southern Methodist University. V prispevku je vse predstavljeno tako, da znanstvenikom omogočajo primerjave med vrstami, dodaja.
"Pregled je resnično v središču evolucije in zakaj je študij evolucije pomemben, " pravi Sterling Nesbitt, docent za geoznanosti na Virginia Polytechnic Institute in State University. Nesbitt se osredotoča na evolucijo vretenčarjev - ne na morske živali -, vendar pravi, da bo delo raziskovalcev Smithsonov njemu in njegovim študentom pomagalo razumeti, kako se nekatere kopenske živali morda prilagodijo, da lahko živijo na drevesih.
Raziskava tudi "ponuja evolucijski kontekst za razumevanje, kako se bodo žive vrste morskih plenilcev razvijale in se prilagajale življenju v antropocenu, " pravi Kelley, glavni avtor prispevka in raziskovalec v paleobiologiji Nacionalnega muzeja za naravoslovje. Dodaja, da se je v nameri odločil za uporabo izraza "antropocen". Nekateri znanstveniki ga uporabljajo za opis trenutne geološke dobe, pa tudi za to, da je čas, v katerem se zdi, da imajo ljudje prevladujočo vlogo v smeri planeta.
V obdobju 300 milijonov let so številne vrste, od tjulnjev do mozavrov, neodvisno razvijale podobne rahle prednje noge (za plavanje), kot so se preusmerile od živega na kopnem do oceana. (Neil Kelley in Nick Pyenson, NMNH) "Ni samo akademično predstavljati, kakšna bi lahko bila usoda teh živali, " pravi Kelley in dodaja, da so zlasti morski plenilci ekološko pomembni igralci. "To bi lahko imelo velik vpliv, če te plenilce izgubimo, " pravi.
Dokument Kelley in Pyenson izhaja iz 147 večinoma strokovno pregledanih študij na različnih področjih, ki daje bogat pregled nekaterih vzporednih prilagoditev, ki so se zgodile med številnimi morskimi tetrapodnimi vrstami. To je zelo mučno, pravi Jacobs.
Delo med številnimi nitmi izpostavlja relativno novo vrsto raziskav, imenovano rekonstrukcija fosilnih pigmentov, tehniko, ki znanstvenikom omogoča, da iz fosila določijo barvo perja starodavne ptice ali kožo prazgodovinskega plazilca. Obarvanost lahko da namige o tem, kako se vrste prilagajajo svojemu okolju. Ena od študij je na primer razkrila, da so starodavni morski plazilci temno obarvali, "morda za uravnavanje temperature ali zaščito pred ultravijolično svetlobo", pišejo raziskovalci.
Po mnenju avtorjev genomske študije pomagajo tudi pri sestavljanju razlogov, za katere se zdi, da so morske živali z različnimi kopenskimi predniki razvile podobne prilagoditve. Na primer, tako kljuni kitovi kot tjulnje so se razvili, da so lahko shranili mioglobin - protein, ki veže kisik - v svoje mišice. To daje globokim potapljačem možnost preživeti pod vodo dolgo časa. Pred genomiko znanstvenikom te podobne sposobnosti ni uspelo zaslediti na molekularni ravni, pravi Kelley.
Toda zdaj lahko vidijo, da imajo lahko ti različni tipi morskih potapljačev enake celične mehanizme. "Tam je globoka evolucijska povezava, " pravi Pyenson, kustos fosilnih morskih sesalcev Prirodoslovnega muzeja. Zdaj je vprašanje, ali se genetske sekvence lahko vežejo na določeno vedenje ali tip telesa, sposobnost dihanja ali razvoj plavuti. "Še ne vemo, a bomo morda v naslednjih petih letih, " doda Kelley.
Sodobni delfini in izumrli ihtiozavri so se časovno ločili od več kot 50 milijonov let, izhajali pa so iz različnih kopenskih vrst, vendar so še vedno razvijali podobno ribjemu telesu. (Delphin, NOAA. Ichthyosaur, z dovoljenjem Lindgren et al., Nature Publishing Group) Pregled prav tako združuje različne študije, ki kažejo vpliv ljudi na evolucijo tetrapodov. Ljudje so lovili različne tetrapode skoraj do izumrtja in zdi se, da človeška dejavnost posredno pospešuje izginotje drugih. Ogroženih je šest od sedmih vrst morskih želv. Delfin reke Yangtze, ki ga najdemo le v tej reki na Kitajskem, je bil leta 2006 razglašen za izumrlega zaradi ladijskih nesreč in propadanja habitatov.
Toda nekateri tetrapodi so prehiteli človeka. V Atlantiku so pred kratkim našli sive kite, za katere naj bi živeli le v Tihem oceanu. "Najboljše ugibanje o tem, kako so se dosegli, je, da se premikajo skozi Arktiko, " pravi Kelley in ugotavlja, da se je led dovolj stopil, da je omogočil prehod skozi vodo. Kot kaže Kelley, fosili kažejo, da so sivi kiti nekoč živeli v Atlantiku pred približno 100 milijoni let, zato je njihov premik nazaj lahko proces ponovne prenove.
Kelley in Pyenson upata, da njun prispevek motivira za več sodelovanja, na primer med paleontologi, biologi in naravoslovci, da združijo preteklost in sedanjost - še posebej, da si podrobneje ogledajo morske živali. Ljudje "imajo velik vpliv na prihodnost, " pravi Pyenson. Pregled pomaga odgovoriti na vprašanje, "kakšna bo usoda teh ekološko pomembnih vrst?"
"Razumevanje oceana je za človeka na tem planetu ključnega pomena, " pravi Jacobs in ugotavlja, da ima pomembno vlogo v ekosistemu. Dodaja pa, da ljudje spreminjajo ocean - kar vodi do višanja morske gladine in višjih temperatur, pa tudi do spremembe slanosti in kislosti, ki vse stresno stresajo živali. "Ne vemo vseh nepredvidenih posledic, kaj bodo te fizične spremembe prinesle."
Asortiman morskih tetrapodov iz obdobja krede iz konca konca "Dobe plazilcev", vključno z morsko želvo, morsko ptico zgodaj brez leta, veliko mosazavra in elasmozavra z dolgim vratom. (Umetniško delo Karen Carr / NMNH)
