Halból kétéltű - újabb evolúciós részletek a szárazföldek meghódításáról

Amerikai kutatók munkája először nyújt részletes bepillantást a Tiktaalik roseae koponyájának belső felépítésébe. Ez a 375 millió éves ősmaradvány fontos átmenetet képez azon az evolúciós úton, amelynek folyamán a halak szárazföldi gerincesekké alakultak.

A Tiktaalik roseae (középen) fejtájékán látható, hogyan történt a halszerű Eusthenopteron (lent) és a négy végtaggal rendelkező korai alakok, például az Acanthostega (fent) közti anatómiai átmenet

A kis híján három méter hosszú, éles fogakkal felfegyverzett, krokodiléra hasonlító fejű, lapított testű ragadozó, a Tiktaalik anatómiája és életmódja átmenetet képvisel a halak és a szárazföldi állatok között. Az ősmaradványt 2006-ban írták le, de akkor nem tudtak beszámolni a fej belső felépítéséről, mert a fosszília e részei még a kőzetbe voltak ágyazódva.

A kutatók a Nature legújabb számában ismertetik ezt a testtájat. Bemutatják, hogyan tett szert a Tiktaalik olyan struktúrákra, amelyek lehetővé tették számára, hogy megtámassza magát a szilárd talajon és levegőt lélegezhessen be.

"Valaha azt hittük, hogy a nyaknak és a koponyának ez az átalakulása gyors esemény volt, főként azért, mert hiányoztak az információink az átmeneti állatokról" - mondta Neil Shubin, a Chicagói Egyetem és a Field Múzeum munkatársa, a program egyik vezetője. "A Tiktaalik jól kitölti ezt a morfológiai rést. Láthatóvá tesz számunkra sok egyedi lépést, és támpontot ad ennek az összetett átalakulásnak a viszonylagos időtartamára."

"Feltárultak a Tiktaalik agykoponyájának, szájpadlásának és kopoltyúívének apró részletei is, hála a több példány fosszíliáján mostanában végzett preparációnak" - jelentette ki Jason Downs, a Természettudományi Akadémia ösztöndíjasa, az új tanulmány vezető szerzője. "Láthatjuk azokat a koponyával kapcsolatos tulajdonságokat, amelyek révén a sekélyvízi állatok először alkalmazkodtak a szárazföldi életmódhoz."

Az új vizsgálatok is megerősítik, hogy a vízi életmódról a szárazföldire való fokozatos áttérés sokkal több változást követelt meg, mint egyszerűen a végtagok evolúcióját.

Fontos lépés a nyak megjelenése

A mélyebb vízben élő halak könnyedén irányítják testüket a zsákmány felé. A nyak - amely elsőként a Tiktaalikon tűnik fel az ősmaradványok sorában - előnyös olyan helyzetben, amikor a test viszonylag rögzített - mint a sekély vízben és a szárazföldön -, és valamilyen alapon megtámaszkodó függelékek tartják.

A Tiktaalik rekonstrukciója. A bojtosúszós halakéihoz hasonló, lábszerű uszonyokkal mozgó élőlény nagyon fontos láncszemet képvisel a gerincesek szárazföldi átmenete felé

Az átalakulás másik fontos eleme az úgynevezett hyomandibula fokozatos elcsökevényesedése. Ez a csontos elem a halaknál a víz alatti táplálkozással és légzéssel kapcsolatos koponyamozgásokat koordinálja. A szárazföldi életre való áttéréskor a hyomandibula elvesztette eredeti funkcióit, és a csont végül a hallásban (kengyelként a középfülben) kapott szerepet.

A mostani fölfedezéseket évekig tartó, fáradságos preparátori munka előzte meg. A munka folyamán elsősorban a 2004-ben a kanadai Ellesmere Islanden talált Tiktaalik-koponya csontjait szabadították ki a körülöttük lévő kőzetekből, de más, újabban előkerült Tiktaalik-leleteket is feldolgoztak. Ez tette lehetővé a mostani, minden eddiginél részletesebb anatómiai elemzést és összehasonlítást a vízi és a szárazföldi állatok fejtájékával.

Néhány híres átmeneti fosszília

Néhány hónapja egy fiatal amerikai kutató fölfedezései megoldást hoztak egy olyan evolúciós rejtélyre, amely annak idején még Darwint is zavarba ejtette. Matt Friedman, az illinoisi Chicago Egyetem evolúcióbiológus doktorandusza három újra megvizsgált ősmaradvánnyal igazolta, hogy a lepényhalak szeme fokozatosan tolódott egy oldalra az idők során. Olyan kifejlett, ősi állatok maradványait azonosította, amelyeknél az egyik szem átvándorlása még csak részlegesen történt meg.

Szintén idén nyáron tovább finomította a halaktól a kétéltűek felé vezető fejlődésről alkotott képünket egy újabb ősmaradvány fölfedezése. A Tiktaaliknál később, a felső devonban élt átmeneti formára, a Ventastega curonica fosszíliájára Lettországban találtak rá. A lelet erősen hiányos, ennek ellenére jól felismerhető, hogy az élőlény a Tiktaalik és az Acanthostega (az első igazi szárazföldi kétéltű) között helyezkedik el.

Szintén pár hónapja számoltak be a tudósok a Nature hasábjain arról, hogy valószínűleg megtalálták a farkos (szalamandrák) és a farkatlan kétéltűek (békák) közti régóta keresett átmeneti alakot.

A talán leghíresebb evolúciós átmeneti forma a képen látható, minden evolúcióelméleti tankönyvben szereplő Archaeopteryx. A hüllők és a madarak közti egyik átmenetnek tekintett "ősmadár" egyike lehetett az első röpképes madaraknak. A madarakra jellemző tulajdonságok (tollas végtagok, mellcsont stb.) mellett számos ősi hüllőjegyet megőrzött: a madaraktól eltérően apró fogai voltak és hosszú, csontos farka, mint az abban az időszakban, a jurában élt dinoszauruszoknak.

Evolúcióelmélet kontra kreacionizmus

A Tiktaalik is azon értékes ősmaradványok sorát gyarapítja, amelyek a legkomolyabb bizonyítékokat szolgáltatják az élővilág fokozatos fejlődése, illetve az evolúcióelmélet mellett. Egyben újabb ellenérvet jelentenek a kreacionizmus, azaz a "tudományos teremtéstan" elméletével szemben. Utóbbit főképp az amerikai Teremtéskutató Intézet (Institute for Creation Research) tagjai képviselik, akik szó szerint értelmezik a bibliai Genezis történetét. E "kutatók" a Föld korát mindössze 6000 évre teszik, a tudományosan elfogadott 4,6 milliárd évvel szemben. Hatezer év természetesen nem elegendő még a legalapvetőbb evolúciós folyamatokhoz sem, de a kreacionisták szerint nincs is szükség semmiféle evolúcióra az élőlények sokféleségének kialakulásához. Szerintük minden élőlényt Isten teremtett úgy, ahogy a Bibliában le van írva. Az ősmaradványok létére is van magyarázatuk: ezek az Özönvízben elpusztult állatok maradványai, és nem az evolúció "termékei". Az evolúció cáfolatára sokszor hozzák föl az átmeneti formák hiányát, ezért is fontos ütőkártya az evolucionisták kezében minden olyan fosszilis lelet, amely fejlődési állapotok közötti átmenetet bizonyít.