מה גילו המאובנים?

המאובנים כוללים עשרות דגימות, כאשר שתי דגימות "מרכזיות" של תינוקות אמבולומרים הן מוקד המחקר. האמבולומרים היו טורפי-על דמויי תנין בנתיבי המים של הקרבוניפר. בעוד שהבוגרים יכלו להגיע לאורך של יותר מ-3 מטרים, התינוקות היו באורך של סנטימטרים בודדים . מה שהופך אותם למהפכניים הוא לא גודלם, אלא מה שחסר להם: מאפייני ראשן מובהקים, כמו זימים חיצוניים פרומים ואיברים חולפים אחרים הקשורים לשלב הראשן. היעדר זה התקיים על פני מספר מינים של קרובי משפחה קדומים של טטרפודים שנבדקו במחקר .

"הם יצאו מהביצה כשהם נראים כמו הבוגר," אמר הפליאונטולוג ג'ייסון פארדו (Jason Pardo) ממוזיאון פילד בשיקגו, שהיה מעורב במחקר .

התאוריה בת 150 השנה שהיא מאתגרת

מאז סוף המאה ה-19, מדענים הניחו כי חולייתני היבשה הראשונים התפתחו באמצעות מחזור חיים דמוי דו-חיים – בקעו כראשנים מימיים, ואז עברו מטמורפוזה לבוגרים יבשתיים . יכולת מטמורפית זו נחשבה לחידוש ההתפתחותי המרכזי שאפשר לחולייתנים לכבוש את היבשה. העדויות החדשות מראות שזה לא היה המקרה עבור טטרפודים קדומים (stem tetrapods) .

"אנחנו די מניחים שהמטמורפוזה הזו היא קדומה לכל חולייתני היבשה," אמרה הביולוגית האבולוציונית לורה פורו (Laura Porro) מאוניברסיטת קולג' בלונדון, שלא הייתה מעורבת במחקר . המאובנים החדשים מרמזים על אחרת.

התפתחות ישירה: נתיב אחר ליבשה

במקום מטמורפוזה, המאובנים מצביעים על כך שהגדילה התנהלה באמצעות מודל של התפתחות ישירה. לתינוקות כבר הייתה תוכנית גוף יבשתית . החוקרים מציעים שהאצת התפתחות הגפיים – יצירת רגליים תפקודיות מוקדם יותר בגדילה – הייתה אולי תנאי מקדים להשלמת המעבר ליבשה. במילים אחרות, לא היכולת להפוך מראשן לבוגר היא שאפשרה לטטרפודים הקדומים לחיות ביבשה, אלא היכולת לבקוע עם גפיים תפקודיות שכבר במקומן .

למה זה הופך את הנרטיב בספרי הלימוד

הממצא מאתגר את הסיפור הליניארי הקלאסי ש"כמה דגים התפתחו לדו-חיים, וחלק מהדו-חיים האלה התפתחו לזוחלים" . הטטרפודים הראשונים היו פחות דומים לדו-חיים מודרניים ממה שחשבו בעבר. יש לכך השלכות על הבנת המסלול האבולוציוני כולו של חולייתני היבשה, כולל אבותיהם של זוחלים, ציפורים ויונקים.

המחקר מצטרף לגוף הולך וגדל של עדויות לכך שהמעבר ממים ליבשה היה מורכב יותר ופחות ליניארי ממה שהניחו בעבר. מחקר קודם הראה כי טטרפודים קדומים שמרו על מאפיינים מימיים ואורח חיים מימי הרבה אחרי שפיתחו גפיים . העדויות המאובנות החדשות מראות כעת שמחזור חייהם היה גם הוא שונה מהותית מזה של דו-חיים מודרניים.

העבודה הייתה חלק ממחקר מתמשך באתר מייזון קריק, שהניב כמה מהמאובנים החשובים ביותר של הקרבוניפר בזכות השימור יוצא הדופן של רקמות רכות .

מה גילו המאובנים?

המאובנים כוללים עשרות דגימות, כאשר שתי דגימות "מרכזיות" של תינוקות אמבולומרים הן מוקד המחקר. האמבולומרים היו טורפי-על דמויי תנין בנתיבי המים של הקרבוניפר. בעוד שהבוגרים יכלו להגיע לאורך של יותר מ-3 מטרים, התינוקות היו באורך של סנטימטרים בודדים . מה שהופך אותם למהפכניים הוא לא גודלם, אלא מה שחסר להם: מאפייני ראשן מובהקים, כמו זימים חיצוניים פרומים ואיברים חולפים אחרים הקשורים לשלב הראשן. היעדר זה התקיים על פני מספר מינים של קרובי משפחה קדומים של טטרפודים שנבדקו במחקר .

"הם יצאו מהביצה כשהם נראים כמו הבוגר," אמר הפליאונטולוג ג'ייסון פארדו (Jason Pardo) ממוזיאון פילד בשיקגו, שהיה מעורב במחקר .

התאוריה בת 150 השנה שהיא מאתגרת

מאז סוף המאה ה-19, מדענים הניחו כי חולייתני היבשה הראשונים התפתחו באמצעות מחזור חיים דמוי דו-חיים – בקעו כראשנים מימיים, ואז עברו מטמורפוזה לבוגרים יבשתיים . יכולת מטמורפית זו נחשבה לחידוש ההתפתחותי המרכזי שאפשר לחולייתנים לכבוש את היבשה. העדויות החדשות מראות שזה לא היה המקרה עבור טטרפודים קדומים (stem tetrapods) .

"אנחנו די מניחים שהמטמורפוזה הזו היא קדומה לכל חולייתני היבשה," אמרה הביולוגית האבולוציונית לורה פורו (Laura Porro) מאוניברסיטת קולג' בלונדון, שלא הייתה מעורבת במחקר . המאובנים החדשים מרמזים על אחרת.

התפתחות ישירה: נתיב אחר ליבשה

במקום מטמורפוזה, המאובנים מצביעים על כך שהגדילה התנהלה באמצעות מודל של התפתחות ישירה. לתינוקות כבר הייתה תוכנית גוף יבשתית . החוקרים מציעים שהאצת התפתחות הגפיים – יצירת רגליים תפקודיות מוקדם יותר בגדילה – הייתה אולי תנאי מקדים להשלמת המעבר ליבשה. במילים אחרות, לא היכולת להפוך מראשן לבוגר היא שאפשרה לטטרפודים הקדומים לחיות ביבשה, אלא היכולת לבקוע עם גפיים תפקודיות שכבר במקומן .

למה זה הופך את הנרטיב בספרי הלימוד

הממצא מאתגר את הסיפור הליניארי הקלאסי ש"כמה דגים התפתחו לדו-חיים, וחלק מהדו-חיים האלה התפתחו לזוחלים" . הטטרפודים הראשונים היו פחות דומים לדו-חיים מודרניים ממה שחשבו בעבר. יש לכך השלכות על הבנת המסלול האבולוציוני כולו של חולייתני היבשה, כולל אבותיהם של זוחלים, ציפורים ויונקים.

המחקר מצטרף לגוף הולך וגדל של עדויות לכך שהמעבר ממים ליבשה היה מורכב יותר ופחות ליניארי ממה שהניחו בעבר. מחקר קודם הראה כי טטרפודים קדומים שמרו על מאפיינים מימיים ואורח חיים מימי הרבה אחרי שפיתחו גפיים . העדויות המאובנות החדשות מראות כעת שמחזור חייהם היה גם הוא שונה מהותית מזה של דו-חיים מודרניים.

העבודה הייתה חלק ממחקר מתמשך באתר מייזון קריק, שהניב כמה מהמאובנים החשובים ביותר של הקרבוניפר בזכות השימור יוצא הדופן של רקמות רכות .