Najstarsze palce na Ziemi

– Mamy kluczowy dowód na to, że żyjący w wodzie przodkowie pierwszych czworonogów wyposażeni byli w prymitywne palce – twierdzi Catherine Boisvert z Uppsala Universitet w Szwecji, kierująca badaniami szczątków morskich stworzeń sprzed 380 mln lat.

To odkrycie oznacza, że wykształcenie się zalążków kończyn znacznie poprzedziło wyjście zwierząt na ląd, a nie – jak do tej pory sądzono – przebiegało równolegle. Wyniki przełomowych badań publikuje pismo „Nature”.

Za najstarszych przodków czworonogów, które skolonizowały lądy, naukowcy już dawno uznali gatunek panderichtys stanowiący ogniwo pośrednie między rybami a stworzeniami lądowymi. Z liczących ok. 380 mln lat skamieniałości wynika, że zwierzęta te miały czaszki spłaszczone grzbieto-brzusznie, a nie jak u innych ryb – bocznie, a więc przypominały późniejsze płazy czy gady. Co więcej, rozmieszczenie i liczba płetw tych prehistorycznych stworzeń dokładnie odwzorowywała układ kończyn lądowych czworonogów.

Niektóre dawne ryby mogły wychodzić na ląd, a nie tylko pluskać się w mulistych wodach przybrzeżnych. Mogły też oddychać powietrzem atmosferycznym

Ponieważ jednak badającym szkielety paleontologom nie udało się odnaleźć bliższych podobieństw płetw do łap, zainteresowanie przerzucono na inną formę przejściową – gatunek tiktaalik. Jego przedstawiciele z pomocą kończynopodobnych płetw mogli już wychodzić na ląd, a nie tylko pluskać się w mulistych wodach przybrzeżnych, jak to czyniły osobniki gatunku panderichtys.

Oba te gatunki ryb mogły też oddychać powietrzem atmosferycznym, a ich otwory skrzelowe właśnie przekształcały się w ucho środkowe. To właśnie z tej gromady wyewoluowały latimerie – żywe skamieniałości, które przetrwały do dziś.

Za pierwsze prawdziwie lądowe stworzenia zostały uznane żyjące około 365 mln lat temu ichtiostegi i akantostegi wyposażone w pełnoprawne łapy zakończone palcami. Uwaga: palców tych było więcej niż pięć. Wiadomo, że akantostegi miały ich osiem.

Naukowcom trudno było jednak uwierzyć w ten nagły ewolucyjny zwrot prowadzący od zwierząt niemających najmniejszych nawet zalążków palców do stworzeń dysponujących w pełni wykształconymi kończynami. Zwłaszcza że badania genetyczne wyraźnie wskazywały na to, że prymitywne palce mogły się pojawić w przyrodzie dużo wcześniej. Dowód? Gen odgrywający kluczową rolę w kształtowaniu się łap m.in. u myszy został odnaleziony również o ryb dwudysznych – późnych, lecz bezpośrednich potomków ryb biorących udział w kolonizacji lądów.

Szwedzcy naukowcy postanowili poszukać dowodów kopalnych na to, że kończyny to znacznie wcześniejszy ewolucyjny wynalazek. Pilniej przyjrzeli się więc gatunkowi panderichtys, najbardziej prymitywnej ze znanych form przejściowych. Szczątki tych zwierząt odnajdywane były w Morzu Bałtyckim u wybrzeży Łotwy.

– Największym problemem było to, że wszystkie dobrze zachowane skamieliny tego gatunku pochodzą z tego samego miejsca Łotwy, gdzie glina ma niemal identyczny kolor jak szkielety – mówi dr Per Ahlberg z Uppsala Universitet, członek zespołu badawczego. – Niemożliwe jest rozpoznanie w takich warunkach cienkich, delikatnych kości płetw.

Aby rozwikłać zagadkę prapalców, badacze prześwietlili skamielinę skanerem używanym w szpitalach do tomografii komputerowej.

Było to rozwiązanie nietypowe w paleontologii, ale okazało się nadzwyczaj skuteczne. Dzięki niemu udało się wyraźnie zobaczyć wewnętrzny, delikatny szkielet zwierzęcia.

Na wykonanych przez komputer zdjęciach czarno na białym widać krótkie, grube kości wieńczące szkielet płetw, rozmieszczone dokładnie jak cztery palce. Nie ma tam żadnych stawów czy przegubów, ale badacze nie mają wątpliwości, że właśnie odkryli najstarsze palce na Ziemi.

Naukowcy, którzy w latach 40. ubiegłego wieku odkopali i opisali gatunek panderichtys, po prostu przeoczyli ten niepozorny szczegół anatomiczny. Nic dziwnego, skoro nie dysponowali odpowiednio zaawansowaną techniką badawczą. Skamieliny doczekały wyjaśnienia tej tajemnicy w muzealnych magazynach.

– Udało nam się udowodnić, że dłonie i stopy nie pojawiły się jako zupełnie nowe części szkieletu, ale wykształciły się z wcześniej istniejących elementów rybich płetw – mówi dr Ahlberg.

W ten sprytny sposób ewolucja zwierząt poradziła sobie ze skolonizowaniem terenów bagiennych i suchych lądów.

Więcej informacji na stronie uniwersytetu