Et af de første dyr, der begav sig ud på land, gik direkte tilbage i vandet

En kunstners vision af Qikiqtania. (Alex Boersma/CC BY-ND)

For cirka 365 millioner år siden forlod en gruppe fisk vandet for at leve på land.

Disse dyr var tidlige tetrapoder , en afstamning, der ville udstråle til at omfatte mange tusinde arter, herunder padder, fugle, firben og pattedyr. Mennesker er efterkommere af disse tidlige tetrapoder, og vi deler arven fra deres vand-til-land-overgang.

Men hvad nu hvis de i stedet for at vove sig ud på kysterne var vendt tilbage? Hvad hvis disse dyr, lige ved at forlade vandet, var trukket sig tilbage for at leve igen i mere åbent vand?



Et nyt fossil tyder på, at en fisk i virkeligheden gjorde netop det. I modsætning til andre nært beslægtede dyr, som brugte deres finner til at støtte deres kroppe op på bunden af ​​vandet og måske lejlighedsvis begav sig ud på land, havde dette nyopdagede væsen finner, der var bygget til at svømme.

Tom Stewart har Qikiqtania-fossilet. (Stephanie Sang/CC BY-ND)

I marts 2020 var jeg på University of Chicago og medlem af biolog Neil Shubins lab. Jeg arbejdede sammen med Justin Lemberg, en anden forsker i vores gruppe, for at behandle et fossil, der blev indsamlet tilbage i 2004 under en ekspedition til det canadiske arktiske område.

Fra overfladen af ​​klippen, den var indlejret i, kunne vi se fragmenter af kæberne, omkring 2 tommer lange (5 cm) og med spidse tænder. Der var også pletter af hvide skæl med ujævn tekstur. Anatomien gav os subtile hints om, at fossilet var en tidlig tetrapod. Men vi ville se inde i klippen.

Så vi brugte en teknologi kaldet CT-scanning, som skyder røntgenstråler gennem prøven, for at lede efter alt, der kunne være gemt indeni, ude af syne.

Den 13. marts scannede vi et beskedent stykke klippe, der havde et par skæl på toppen, og opdagede, at det indeholdt en komplet finne begravet indeni. Vores kæber faldt. Et par dage senere lukkede laboratoriet og campus ned, og COVID-19 sendte os i lockdown.

Finnen afslørede

En finne som denne er ekstremt værdifuld. Det kan give videnskabsmænd fingerpeg om, hvordan tidlige tetrapoder udviklede sig, og hvordan de levede for hundreder af millioner af år siden. For eksempel kan vi ud fra formen af ​​visse knogler i skelettet lave forudsigelser om, hvorvidt et dyr svømmede eller gik.

Selvom den første scanning af finnen var lovende, var vi nødt til at se skelettet i høj opløsning. Så snart vi fik lov til at komme tilbage på campus, hjalp en professor ved universitetets afdeling for geofysiske videnskaber os med at trimme blokken ned ved hjælp af en stensav.

Dette gjorde blokken mere finne, mindre sten, hvilket muliggjorde en bedre scanning og et tættere billede af finnen.

Da støvet var forsvundet, og vi var færdige med at analysere data om kæber, skæl og finne, indså vi, at dette dyr var en ny art. Ikke nok med det, det viser sig, at dette er en af ​​de nærmeste kendte slægtninge til lemmede hvirveldyr - de skabninger med fingre og tæer.

Vi navngav den Qikiqtania wakei . Dens slægtsnavn, udtales 'kick-kiq-tani-ahh', henviser til inuktitut-ordene Qikiqtaaluk eller Qiqiqtani , det traditionelle navn for område, hvor fossilet blev fundet .

Da denne fisk var i live, for mange hundrede millioner år siden, var dette et varmt miljø med floder og vandløb. Dens artsnavn ærer den sene David Wake , en videnskabsmand og mentor, der inspirerede så mange af os inden for evolutionær og udviklingsbiologi.

Skeletter fortæller, hvordan et dyr levede

Qikiqtania afslører meget om en kritisk periode i vores slægts historie. Dens skæl fortæller utvetydigt forskerne, at den levede under vandet. De viser sansekanaler, der ville have gjort det muligt for dyret at opdage strømmen af ​​vand rundt i kroppen.

Dens kæber fortæller os, at den fouragerede som et rovdyr, bed og holdt fast i bytte med en række hugtænder og trak mad ind i munden ved sugning.

Men det er Qikiqtania 's brystfinne, der er mest overraskende. Den har en overarmsknogle, ligesom vores overarm har. Men Qikiqtania 's har en meget ejendommelig form.

Tidlige tetrapoder, som Tiktaalik , har humeri, der har en fremtrædende ryg på undersiden og et karakteristisk sæt knopper, hvor musklerne fæstner. Disse knoglede buler fortæller os, at tidlige tetrapoder levede på bunden af ​​søer og vandløb og brugte deres finner eller arme til at støtte sig op, først på jorden under vandet og senere på land.

Qikiqtania 's humerus er anderledes. Det mangler disse varemærkerygge og processer. I stedet er dens humerus tynd og boomerangformet, og resten af ​​finnen er stor og pagajagtig. Denne finne blev bygget til svømning.

Mens andre tidlige tetrapoder legede ved vandkanten og lærte, hvad landet havde at byde på, Qikiqtania lavede noget andet. Dens humerus er virkelig ulig nogen andre kendte.

Mine kolleger og jeg synes, det viser det Qikiqtania havde vendt sig tilbage fra vandkanten og udviklet sig til at leve, igen, fra jorden og i åbent vand.

Evolution er ikke en march i én retning

Evolution er ikke en simpel, lineær proces . Selvom det kunne virke som om, at de tidlige tetrapoder var uundgåeligt på vej mod liv på land, Qikiqtania viser præcis begrænsningerne ved et sådant retningsperspektiv.

Evolution byggede ikke en stige mod mennesker. Det er et komplekst sæt af processer, der sammen vokser livets sammenfiltrede træ. Nye arter dannes, og de diversificerer. Grene kan gå i et vilkårligt antal retninger.

(Neil Shubin/CC BY-ND)

Ovenfor: Neil Shubin, der fandt fossilet, og peger på tværs af dalen til stedet, hvor Qikiqtania blev opdaget på Ellesmere Island.

Dette fossil er specielt af så mange grunde. Det er ikke bare mirakuløst, at denne fisk blev bevaret i sten i hundreder af millioner af år, før den blev opdaget af forskere i Arktis, Ellesmere Island . Det er ikke kun, at det er bemærkelsesværdigt komplet, med dets fulde anatomi afsløret af serendipity på spidsen af ​​en global pandemi .

Det giver også for første gang et glimt af den bredere mangfoldighed og vifte af livsstile for fisk ved overgangen fra vand til land. Det hjælper forskere med at se mere end en stige og forstå det fascinerende, sammenfiltrede træ.

Opdagelser afhænger af fællesskabet

Qikiqtania blev fundet på Inuit-land, og det tilhører det samfund. Mine kolleger og jeg var kun i stand til at udføre denne forskning på grund af generøsiteten og støtten fra enkeltpersoner i landsbyerne Resolute Bay og Grise Fjord, Iviq Hunters and Trappers of Grise Fjord og Department of Heritage and Culture, Nunavut.

Til dem, på vegne af hele vores forskerhold, 'nakurmiik'. Tak skal du have. Palæontologiske ekspeditioner til deres land har virkelig ændret, hvordan vi forstår livets historie på Jorden.

COVID-19 holdt mange palæontologer fra at rejse og besøge feltsteder over hele verden de sidste par år. Vi er ivrige efter at vende tilbage, besøge gamle venner og søge igen.

Hvem ved, hvilke andre dyr der ligger skjult og venter på at blive opdaget inde i blokke af beskedne sten.

Thomas Stewart , adjunkt i biologi, Penn State

Denne artikel er genudgivet fra Samtalen under en Creative Commons-licens. Læs original artikel .

Populære Kategorier: Samfund , Fysik , Ukategoriseret , Tech , Mening , Sundhed , Miljø , Plads , Mennesker , Natur ,

Om Os

Offentliggørelse Af Uafhængige, Beviste Fakta Om Rapporter Om Sundhed, Rum, Natur, Teknologi Og Miljøet.