Pred vývojom nôh z plutiev už axiálna kostra – vrátane kostí hlavy
krku, chrbta a rebier – prechádzala zmenam.
ktoré nakoniec pomohli našim predkom podporiť ich telá pri chôdzi po súši. Výskumný tím vrátane biológa z Penn State dokončil novú rekonštrukciu kostry Tiktaalika, 375 miliónov rokov starej fosílnej ry.
ktorá je jedným z najbližších príbuzných stavovcov s.
Nová rekonštrukcia ukazuje, že rebrá ryby sú pravdepodobne pripevnené k panve.
čo je inovácia, ktorá sa považuje za kľúčovú pre podporu tela a pre prípadný vývoj chôdze.
Článok popisujúci novú rekonštrukciu.
ktorá využívala mikropočítačovú tomografiu (mikro-CT) na skenovanie fosílií a odhalenie stavcov a rebier rýb, ktoré boli predtým skryté pod skalou, sa objavila 2. apríla v časopise Proceedings of the National Academy of Sciences .
“Tiktaalik bol objavený v roku 2004, ale kľúčové časti jeho kostry boli neznáme.
” povedal Tom Stewart, odborný asistent biológie na Eberly College of Science v Penn State a jeden z vedúcich výskumného tímu. “Tieto nové mikro-CT skeny s vysokým rozlíšením nám ukazujú stavce a rebrá Tiktaaliku a umožňujú nám vykonať úplnú rekonštrukciu jeho kostry, čo je nevyhnutné na pochopenie toho, ako sa pohyboval svetom.”
Pochopenie evolúcie stavovcov
Na rozdiel od väčšiny rýb, ktoré Faxové zoznamy majú stavce a rebrá rovnaké po celej dĺžke trupu.
axiálne kostry stavovcov s končatinami vykazujú dramatické rozdiely v stavcoch a rebrách od oblasti hlavy po oblasť chvosta. Vývoj tejto regionalizácie umožnil vykonávanie špecializovaných funkcií.
z ktorých jednou bolo mechanické spojenie medzi rebrami v sakrálnej oblasti a panvou.
ktoré umožňovalo podporu tela zadnými končatinami.
Panvové plutvy rýb sú evolučne príbuzné zadným končatinám- štvornohých stavovcov vrátane ľudí. U rýb sú panvové plutvy a kosti panvového pletenca relatívne malé a voľne plávajú v tele. Pre vývoj chôdze, vysvetlili výskumníci, sa zadné končatiny a panva oveľa zväčšili a vytvorili spojenie s chrbticou ako spôsob, ako posilniť sily súvisiace s podporou tela.
“Tiktaalik je pozoruhodný, pretože nám umožňuje nahliadnuť do tohto veľkého evolučného prechodu,” povedal Stewart. “Naprieč celou jeho kostrou vidíme kombináciu vlastností, ktoré sú typické pre ryby a život vo vode, ako aj vlastností, ktoré sú viditeľné u zvierat žijúcich na súši.”
Tiktaalik: Most medzi vodným a suchozemským životom
Pôvodný popis Tiktaalika sa zameral na prednú časť kostry. Fosílie boli starostlivo pripravené, aby odstránili okolitú matricu horniny a odhalili lebku, ramenný pás a prsné plutvy. Rebrá v tejto oblasti boli veľké a rozšírené, čo naznačuje, že mohli nejakým spôsobom podporovať telo, ale nebolo jasné, ako presne by fungovali. V roku 2014 bola od matrice očistená a opísaná aj rybia panva, objavená na rovnakom mieste ako zvyšok kostry.
“Z minulých štúdií sme vedeli, že panva je veľká a mali sme pocit, že zadné plutvy sú tiež veľké, ale doteraz sme nemohli povedať, či a ako panva interagovala s axiálnou kostrou,” povedal Stewart. “Táto rekonštrukcia po prvýkrát ukazuje, ako to všetko do seba zapadá, a dáva nám tušenie o tom, ako sa chôdza mohla najprv vyvinúť.”
Výskumníci vysvetlili, že na rozdiel od našich vlastných bokov
kde naše kosti pevne zapadajú Pozoruhodné zistenia do seba, spojenie medzi panvou a axiálnou kostrou Tiktaalika bolo pravdepodobne spojením mäkkých tkanív vytvorených z väzov.
“Tiktaalik mal špecializované rebrá, ktoré by boli spojené s panvou väzivom,” povedal Stewart. “Je to naozaj prekvapujúce. Toto stvorenie má toľko vlastností – veľký pár zadných príveskov, veľká panva a spojenie medzi panvou a axiálnou kostrou – ktoré boli kľúčové pre vznik chôdze. A hoci Tiktaalik pravdepodobne nekráčal po zemi, určite robil niečo nové. Bola to ryba, ktorá sa pravdepodobne mohla podoprieť a tlačiť zadnou plutvou.“
Nová rekonštrukcia kostry osvetľuje aj špecializácie na pohyblivosť hlavy v Tiktaaliku a nové detaily anatómie panvovej plutvy rýb.
„Je neuveriteľné vidieť kostru Tiktaalika zachytenú v takých živých detailoch,“ povedal Neil Shubin, profesor organizačnej biológie a anatómie Robert R. Bensley na a jeden z autorov článku. “Táto štúdia pripravuje pôdu pre tie, ktoré skúmajú, ako sa zviera pohybovalo a interagovalo so svojím prostredím pred 375 miliónmi rokov.”
Odkaz: “Axiálna kostra Tiktaalik roseae
od Thomasa A. Stewarta, Justina cn leads B. Lemberga, Emily J. Hillan, Isaaca Magallanesa, Edwarda B. Daeschlera a Neila H. Shubina, 2. apríla 2024, Zborník Národnej akadémie vied .
Okrem Stewarta a Shubina sú vo výskumnom tíme Justin B. Lemberg, Emily J. Hillan a Isaac Magallanes z Chicagskej univerzity a Edward B. Daeschler z Akadémie prírodných vied Drexel University.
Tento výskum financovala podpora Brinsonovej nadácie, Divízie biologických vied Chicagskej univerzity, anonymného darcu Akadémie prírodných vied Drexel University, a americkej Národnej vedeckej nadácie. Práca v teréne bola možná vďaka projektu prírodných zdrojov Polar Continental Shelf Project of Natural Resources, Kanada; Oddelenie dedičstva a kultúry, Nunavut; dedinky Resolute Bay a Grise Fiord z Nunavutu; a Iviq Hunters and Trappers z Grise Fiord.