Loomade liikumist maalt merre on viimase 250 miljoni aasta jooksul toimunud mitu korda ja seda on dokumenteeritud mitmel erineval ja ainsal viisil. Kuid nüüd on teadlaste meeskond esmakordselt loonud ülevaate, mis mitte ainult ei võimalda ülevaate evolutsioonist, vaid võib aidata ka täpsemalt hinnata inimeste mõju planeedile.
Seotud sisu
- Stseenide taga koos kuraator Nick Pyenson: uus fossiilne vaal
Ookeanid varitsevad tetrapode - neljajalgseid linde, roomajaid, imetajaid ja kahepaikseid -, kes on korduvalt maalt merre liikunud, kohandades oma jalad uimedeks. Üleminekuid on sageli seostatud massilise väljasuremisega, kuid tõelised põhjused on fossiilide põhjal ja näiteks Maa kliima uurimisel teada vaid osaliselt.
Neid üleminekuid peetakse evolutsiooniprotsessi "kanoonilisteks illustratsioonideks" ja seega ideaalseks uurimiseks; Neil P. Kelley ja Nicholas D. Pyensoni sõnul on ka mere elusatel tetrapodadel - näiteks vaaladel, hülgedel, saarmadel ja merilõvidel - sel nädalal ilmuvate Smithsoniani teadlaste Neil P. Kelley ja Nicholas D. Pyensoni sõnul suurel määral ökoloogiline mõju. ajakirjas Science .
Ühest valdkonnast tõendite kogumise asemel tõmbas paar kokku paljude teadusharude, sealhulgas paleontoloogia, molekulaarbioloogia ja säilitusökoloogia uuringud, et saada palju suurem pilt sellest, mis toimus siis, kui loomad liikusid aastatuhandete jooksul maalt merre.
Peaaegu tingimata töötavad teadlased kitsastes silodes, seega aitab see uurimistöö laiendada nende vaateid ja võimaldada kiiremat arengut evolutsiooni mõistmisel. Teadmine, kuidas need olendid viimase paarisaja miljoni aasta jooksul kohanesid, ja eriti kuidas nad on muutunud ajastul pärast inimeste ilmumist, võivad aidata meil saada planeedi paremaks korrapidajaks.
"See on ainulaadne kokkuvõte kõigest, mis on teada nendest erinevatest rühmadest, mis arenesid tagasi mere poole, " ütleb Louis L. Jacobs, maateaduste professor ja Maa-uuringute Instituudi president. ja mees Lõuna Metodisti Ülikoolis. Ta lisab, et paber kirjeldab seda kõike viisil, mis võimaldab teadlastel võrrelda erinevaid liike.
"Ülevaade on tõepoolest evolutsiooni keskmes ja miks on evolutsiooni uurimine oluline, " ütleb Virginia Polütehnilise Instituudi ja Riikliku Ülikooli geoteaduste abiprofessor Sterling Nesbitt. Nesbitt keskendub selgroogsete evolutsioonile - mitte mereloomadele -, kuid tema sõnul aitavad Smithsoni teadlaste tööd tal ja tema õpilastel mõista näiteks seda, kuidas mõned maismaaloomad on kohanenud puudena elamiseks.
Uurimistöö pakub ka evolutsioonilise konteksti mõistmiseks, kuidas mereröövliikide elusloomad arenevad ja kohanevad eluga antropotseenis, "ütleb Kelley, paberi juhtiv autor ja Riikliku loodusmuuseumi paleobioloogia osakonna teadur. Ta lisab, et otsustas sihilikult kasutada paberil mõistet „antropotseen“. Mõned teadlased kasutavad seda praeguse geoloogilise ajastu kirjeldamiseks, aga tähendavad ka seda, et aeg on aeg, kus inimesed näivad planeedi suunas domineerivat rolli mängimas.
300 miljoni aasta jooksul arenesid paljudel liikidel, alates hüljestest kuni mosasaurusteni, iseseisvalt sarnased voolujoonelised esijäsemed (ujumiseks), kui nad liikusid maal elades ookeani. (Neil Kelley ja Nick Pyenson, NMNH) "Pole lihtsalt akadeemiline ette kujutada, milline nende loomade saatus võib olla, " ütleb Kelley ja lisab, et eriti mereröövlid on ökoloogiliselt olulised tegurid. "Sellel röövloomade kaotamisel võib sellel olla suur mõju, " ütleb ta.
Kelley ja Pyensoni paberil on kasutatud 147 peamiselt eelretsenseeritud uurimust erinevates valdkondades, andes rikkaliku ülevaate mõnest paralleelsest kohanemisest, mis leidis aset mitmete mereliste tetrapoodide liikide seas. See on äärmiselt tüütu, ütleb Jacobs.
Oma paljude niitide hulgast tõstab töö esile suhteliselt uue uurimisliini, mida nimetatakse fossiilsete pigmentide rekonstrueerimiseks - tehnikaks, mis annab teadlastele võimaluse fossiilide põhjal määrata muinaslinnu sulgi või eelajaloolise roomaja naha värvus. Värvus võib anda vihjeid liikide kohanemiseks oma keskkonnaga. Näiteks selgus ühest uuringust, et iidsetel mereroomajatel oli tume värv, võib-olla temperatuuri reguleerimiseks või ultraviolettvalguse kaitseks, kirjutavad teadlased.
Genoomiuuringud aitavad ka kokku panna põhjuseid, miks autori sõnul näivad erinevate maismaa esivanematega mereloomad ookeani minnes välja töötanud sarnaseid kohandusi. Näiteks on nii nokkvaalad kui hülged arenenud nii, et neil on võime säilitada lihastes müoglobiini - hapnikku siduvat valku. See annab sügavatele sukeldujatele võimaluse vee all pikka aega püsida. Enne genoomikat polnud teadlased suutnud seda sarnast võimet molekulaarsele tasemele tuvastada, ütles Kelley.
Kuid nüüd näevad nad, et neil erinevat tüüpi sukeldujatel võivad olla samad rakulised mehhanismid. "Seal on sügav evolutsiooniline seos, " ütleb loodusmuuseumi fossiilsete mereimetajate kuraator Pyenson. Nüüd on küsimus selles, kas geneetilisi järjestusi saab seostada konkreetse käitumise või kehatüübiga, hingamisvõimega või uimede arenguga. "Me ei tea veel, kuid võime umbes järgmise viie aasta jooksul, " lisab Kelley.
Ajaliselt enam kui 50 miljoni aasta jooksul eraldatud moodsate delfiinide ja väljasurnud ihtüosauruste põlvnemine oli pärit erinevatest maismaa liikidest, kuid arenes siiski välja sarnane kalalaadne keha. (Dolphin, NOAA. Ichthyosaur, Lindgren jt, Nature Publishing Groupi nõusolekul) Ülevaade koondab ka mitmesuguseid uuringuid, mis näitavad inimeste mõju tetrapodade evolutsioonile. Inimesed on jaganud mitmesuguseid tetrapoode peaaegu väljasuremiseni ja inimtegevus näib kiirendades teiste kadumist. Seitsmest merikilpkonna liigist on ohustatud kuus. Ja Jangtse jõe delfiin, mida leiti ainult Hiinast sellest jõest, kuulutati 2006. aastal laevaõnnetuste ja elupaikade halvenemise tagajärjel surnuks.
Kuid mõned tetrapoodid on inimestest ebaõnnestunud. Halli vaalu, keda arvati elavat ainult Vaikse ookeani piirkonnas, on hiljuti leitud Atlandi ookeanist. "Parim arvamine selle kohta, kuidas nad sinna jõudsid, on liikumine läbi Arktika, " ütleb Kelley, märkides, et jää on sulanud piisavalt, et võimaldada veetranspordi läbimist. Fossiilide andmetel elasid hallvaalad kunagi Atlandi ookeanis umbes 100 miljonit aastat tagasi, nii et nende tagasi liikumine võib olla värbamisprotsess, väidab Kelley.
Kelley ja Pyenson loodavad, et nende kirjutis motiveerib rohkem koostööd, näiteks paleontoloogide, bioloogide ja looduskaitsjate vahel, mineviku ja oleviku kokku viimiseks - eriti mereloomade lähemalt uurimiseks. Inimesed “avaldavad tulevikule liiga suurt mõju, ” ütleb Pyenson. Ülevaade aitab vastata küsimusele, mis saab nende ökoloogiliselt oluliste liikide saatusest?
"Ookeani mõistmine on selle planeedi inimestele ülitähtis, " ütleb Jacobs, märkides, et sellel on oluline roll ökosüsteemis. Kuid ta lisab, et inimesed muudavad ookeani - põhjustades meretaseme tõusu ja temperatuuri tõusu, samuti soolsuse ja happesuse muutusi, mis kõik tekitavad loomadele stressi. "Me ei tea kõiki ettenägematuid tagajärgi, mida need füüsilised muutused kaasa toovad."
Kriidiajastu mereliste tetrapoodide sort "Roomajate ajastu" lõpust, sealhulgas merikilpkonn, varajane lendamatu linnulind, suur mosasaur ja pikakaelne elasmosaurus. (Karen Carri / NMNH kunstiteos)
