K premiestňovaniu zvierat z pevniny do mora došlo za posledných 250 miliónov rokov niekoľkokrát a bolo zdokumentované mnohými rôznymi spôsobmi. Teraz však tím vedcov prvýkrát vytvoril prehľad, ktorý nielen poskytuje náhľad do evolúcie, ale môže tiež pomôcť presnejšie posúdiť vplyv ľudí na planétu.
Súvisiaci obsah
- V zákulisí s kurátorom Nick Pyenson: Nová fosílna veľryba
Oceány sa hemžia tetrapodmi - „štvornohými“ vtákmi, plazmi, cicavcami a obojživelníkmi - ktoré opakovane prešli z pevniny na more a upravili svoje nohy na plutvy. Prechody často korelujú s hromadným vyhynutím, ale skutočné dôvody sú známe iba čiastočne na základe fosílnych nálezov a napríklad na základe štúdie zemskej klímy.
Tieto prechody sa považujú za „kanonické ilustrácie“ evolučného procesu, a preto sú ideálne na štúdium; Živé morské tetrapody - ako sú veľryby, tulene, vydry a morské levy - majú tiež veľký ekologický dopad, uvádzajú Neil P. Kelley a Nicholas D. Pyenson, dvaja Smithsonovskí vedci, ktorí zostavili nový pohľad na tieto tetrapody, ktorý sa objaví tento týždeň. v časopise Science .
Namiesto zhromažďovania dôkazov z jedného odboru, dvojica pritiahla výskum v mnohých disciplínach vrátane paleontológie, molekulárnej biológie a ekológie ochrany, aby poskytla oveľa väčší obraz o tom, čo sa stalo, keď zvieratá prešli z krajiny na more cez tisícročia.
Takmer nevyhnutne majú vedci tendenciu pracovať v úzkych silách, takže tento výskum pomôže rozšíriť ich názory a potenciálne dosiahnuť rýchlejší pokrok v porozumení evolúcie. Vedieť, ako sa tieto bytosti prispôsobili za posledných niekoľko stoviek miliónov rokov, a najmä to, ako sa zmenili v ére od objavenia ľudí, by nám mohli pomôcť stať sa lepšími správcami planéty.
„Je to jedinečný súhrn všetkého toho, čo je známe o tých rôznych skupinách, ktoré sa vyvinuli naspäť do mora, “ hovorí Louis L. Jacobs, profesor vied o Zemi a prezident Inštitútu pre štúdium Zeme. a Man na Southern Methodist University. Papier to všetko stanovuje spôsobom, ktorý umožňuje vedcom porovnávať rôzne druhy.
„Prehľad sa skutočne dostane do jadra vývoja a prečo je štúdium evolúcie dôležité, “ hovorí Sterling Nesbitt, odborný asistent geovied na Polytechnickom inštitúte vo Virgínii a na štátnej univerzite. Nesbitt sa zameriava na vývoj stavovcov - nie na morské zvieratá - ale hovorí, že práca Smithsonovských vedcov pomôže mu a jeho študentom pochopiť napríklad to, ako sa niektoré suchozemské zvieratá mohli prispôsobiť tomu, aby mohli žiť v stromoch.
Výskum tiež „poskytuje evolučný kontext na pochopenie toho, ako sa budú živé druhy morských predátorov vyvíjať a prispôsobovať životu v antropocéne, “ hovorí Kelley, hlavný autor štúdie a výskumný pracovník v paleobiológii Národného múzea prírodnej histórie. Dodáva, že sa v článku zámerne rozhodol používať termín „antropocén“. Niektorí vedci ju používajú na opis súčasnej geologickej éry, ale tiež na označenie toho, že je to čas, keď sa zdá, že ľudia hrajú v smere planéty dominantnú úlohu.
Počas obdobia 300 miliónov rokov si mnoho druhov, od tuleňov až po mosasaurov, nezávisle vyvíjalo podobné zjednodušené predné končatiny (na plávanie), keď prešli z bývania na pevninu na oceán. (Neil Kelley a Nick Pyenson, NMNH) "Nie je to iba akademické predstaviť si, aký môže byť osud týchto zvierat, " hovorí Kelley a dodáva, že najmä morskí predátori sú ekologicky dôležitými hráčmi. „Môže to mať veľký vplyv, ak stratíme týchto predátorov, “ hovorí.
Papier Kelley a Pyenson čerpá zo 147 štúdií, ktoré boli väčšinou preskúmané v rôznych oblastiach, a poskytuje bohatý prehľad o niektorých paralelných prispôsobeniach, ktoré sa vyskytli medzi množstvom morských tetrapodov. To je veľmi vzrušujúce, hovorí Jacobs.
Medzi mnohými vláknami práce poukazuje na relatívne novú líniu výskumu nazvanú rekonštrukcia fosílnych pigmentov, ktorá umožňuje vedcom určiť z fosílnych farieb farbu peria starovekého vtáka alebo pokožky pravekého plazov. Sfarbenie môže poskytnúť informácie o tom, ako sa druhy prispôsobujú svojmu prostrediu. Jedna štúdia napríklad odhalila, že staroveké morské plazy mali tmavé sfarbenie, „možno na reguláciu teploty alebo ochranu pred ultrafialovým svetlom“, píšu vedci.
Genomické štúdie tiež pomáhajú spojiť príčiny, podľa ktorých sa zdá, že morské živočíchy s rôznymi predkami zeme vyvinuli podobné úpravy, keď šli do oceánu. Napríklad sa vyvinuli tak zobáky, ako aj tuleňov, ktoré majú schopnosť ukladať myoglobín - proteín viažuci kyslík - vo svojich svaloch. To dáva hlbokým potápačom schopnosť prežiť pod vodou po dlhú dobu. Pred genomikou vedci nedokázali vysledovať podobnú schopnosť až po molekulárnu úroveň, hovorí Kelley.
Teraz však môžu vidieť, že tieto rôzne druhy morských potápačov môžu mať rovnaké bunkové mechanizmy. „Existuje tu hlboká evolučná súvislosť, “ hovorí Pyenson, kurátor fosílnych morských cicavcov v Prírodovednom múzeu. Teraz je otázkou, či genetické sekvencie môžu byť spojené so špecifickým správaním alebo typom tela alebo s dýchacími schopnosťami alebo vývojom plutiev. "Zatiaľ to nevieme, ale asi tak v najbližších piatich rokoch, " dodáva Kelley.
Moderné delfíny a zaniknutí ichthyosaury, oddelené v čase o viac ako 50 miliónov rokov, pochádzali z rôznych suchozemských druhov, ale stále si vytvorili podobné telo podobné rybám. (Dolphin, NOAA. Ichthyosaur, s láskavým dovolením Lindgren et al, Nature Publishing Group) Prehľad tiež spája rôzne štúdie, ktoré ukazujú vplyv ľudí na vývoj tetrapodu. Ľudia lovili rôzne tetrapody takmer vyhynutím a zdá sa, že ľudská činnosť nepriamo urýchľuje zmiznutie ostatných. Šesť zo siedmich druhov morských korytnačiek je ohrozených. A delfín rieky Yangtze, ktorý sa našiel iba v tejto rieke v Číne, bol v roku 2006 vyhlásený za zaniknutý v dôsledku dopravných nehôd a degradácie biotopov.
Ale niektorí tetrapodovia prevyšovali ľudí. Sivé veľryby, o ktorých sa predpokladá, že žijú iba v Tichomorí, sa nedávno našli v Atlantiku. „Najlepším odhadom toho, ako sa tam dostali, je to, že sa pohybujú cez Arktídu, “ hovorí Kelley a poznamenáva, že ľad sa roztopil natoľko, aby umožnil priechod vodou. Z fosílnych záznamov vyplýva, že sivé veľryby, ktoré kedysi žili v Atlantiku asi pred 100 miliónmi rokov, je možné, že ich spätný pohyb môže byť proces reklonizácie, hovorí Kelley.
Kelley a Pyenson dúfajú, že ich práca motivuje viac spolupráce, napríklad medzi paleontológmi, biológmi a ochrancami prírody, aby spojili minulosť a prítomnosť - najmä aby sa bližšie pozreli na morské zvieratá. Ľudia „majú na budúcnosť obrovský vplyv, “ hovorí Pyenson. Recenzia pomáha odpovedať na otázku „Čo bude osudom týchto ekologicky významných druhov?“
„Pochopenie oceánu je pre ľudí na tejto planéte životne dôležité, “ hovorí Jacobs a poznamenáva, že hrá dôležitú úlohu v ekosystéme. Dodáva však, že ľudia menia oceán - čo vedie k stúpaniu hladín morí a stúpajúcim teplotám, ako aj k zmenám slanosti a kyslosti, ktoré všetky stresujú zvieratá. "Nevieme všetky nepredvídané dôsledky toho, čo tieto fyzické zmeny prinesú."
Sortiment kriedových morských tetrapodov z obdobia takmer na konci „veku plazov“ vrátane morskej korytnačky, morského vtáka bez leta, veľkého mosasaura a elasmosaura s dlhým hrdlom. (Umelecké dielo Karen Carr / NMNH)
