310 miljoonaa vuotta vanhat fossiilit osoittavat: muinaiset tetrapodit eivät käyneet läpi sammakkoeläinten toukkavaihetta

Mitä fossiilit paljastivat

Fossiililöytöön kuuluu kymmeniä yksilöitä, joista kaksi "keskeistä" poikasta on erityisen tärkeässä roolissa . Embolomeerit olivat krokotiilimaisia varhaisia tetrapodeja ja huippupetoja kivihiilikauden vesistöissä. Aikuiset saattoivat olla yli kolmen metrin pituisia, kun taas poikaset olivat vain muutaman senttimetrin mittaisia . Ratkaisevaa ei kuitenkaan ole niiden koko, vaan se, mitä niistä puuttuu: tyypilliset sammakkoeläinten toukkien piirteet, kuten ulkoiset kidukset ja muut väliaikaiset elimet, jotka liittyvät toukkavaiheeseen. Tämä piirteiden puuttuminen havaittiin useilla tutkimukseen kuuluneilla varhaisten tetrapodien lajeilla .

"Ne tulivat munasta ulos näyttäen aikuisilta," sanoo paleontologi Jason Pardo Chicagon Field Museumista, joka osallistui tutkimukseen .

150 vuotta vanha teoria murtuu

1800-luvun lopulta lähtien tutkijat olettivat, että varhaisimmat maaselkärankaiset kehittyivät sammakkoeläinten elinkierron mukaan – kuoriutuivat vedessä elävinä toukkina ja muuttuivat metamorfoosin kautta maalla eläviksi aikuisiksi . Tämän muodonmuutoskyvyn ajateltiin olevan avaininnovaatio, joka mahdollisti selkärankaisten siirtymisen maalle. Uusi todistusaineisto osoittaa, ettei näin ollut varhaisten tetrapodien kohdalla .

"Olemme ikään kuin olettaneet, että tämä metamorfoosi on periytyvä piirre kaikille maaselkärankaisille," sanoo evoluutiobiologi Laura Porro University College Londonista, joka ei osallistunut tutkimukseen . Uudet fossiilit viittaavat toiseen suuntaan.

Suora kehitys: erilainen tie maalle

Metamorfoosin sijaan fossiilit osoittavat, että kasvu eteni suoran kehityksen mallilla. Poikasilla oli jo kuoriutuessaan maalla elämiseen soveltuva ruumiinrakenne . Tutkijat ehdottavat, että raajojen kehityksen nopeutuminen – toimivien jalkojen muodostuminen aiemmin kasvun aikana – on saattanut olla edellytys maalle siirtymisen täydentymiselle. Toisin sanoen, varhaisten tetrapodien maalla eläminen ei mahdollistunut kyvyllä muuttua toukasta aikuiseksi, vaan kyvyllä kuoriutua toimivat raajat omaavina .

Miksi tämä mullistaa oppikirjakertomuksen

Löytö haastaa klassisen, suoraviivaisen kertomuksen siitä, että "jotkut kalat kehittyivät sammakkoeläimiksi, ja jotkut noista sammakkoeläimistä kehittyivät matelijoiksi" . Varhaisimmat tetrapodit olivat vähemmän samanlaisia nykyisten sammakkoeläinten kanssa kuin aiemmin on ajateltu. Tällä on vaikutuksia koko maaselkärankaisten – mukaan lukien matelijoiden, lintujen ja nisäkkäiden esi-isien – evoluutiohistorian ymmärtämiseen.

Tutkimus liittyy kasvavaan todistusaineistoon, joka osoittaa, että vedestä maalle siirtyminen oli monimutkaisempi ja vähemmän suoraviivainen prosessi kuin aiemmin oletettiin. Aikaisempi tutkimus on osoittanut, että varhaiset tetrapodit säilyttivät vesielämän piirteitä ja elintapoja kauan raajojen kehittymisen jälkeen . Uusi fossiilitodiste osoittaa nyt, että myös niiden elinkierto oli olennaisesti erilainen kuin nykyisillä sammakkoeläimillä.

Tutkimus on osa Mazon Creekin alueella jatkuvaa tutkimustyötä, joka on tuottanut joitakin tärkeimpiä kivihiilikauden fossiileja pehmytkudosten poikkeuksellisen hyvän säilymisen ansiosta .