Polacy odkryli najstarsze ślady kręgowców na lądzie. Historia ewolucji do zmiany
Ponad 400 mln lat temu w Górach Świętokrzyskich doszło do wydarzenia, które zmieniło bieg ewolucji. Najnowsze badania zespołu polskich geologów wykazały, że pierwsze próby wyjścia na ląd podjęły nie tetrapody, najstarsze czworonogi, lecz ryby dwudyszne. To przesuwa dotychczasową granicę tej przełomowej chwili w historii życia o około 10 mln lat.
Ryby dwudyszne (Dipnoi) to grupa kręgowców, której historia sięga około 415 mln lat. Co czyni je wyjątkowymi? Potrafią oddychać zarówno skrzelami, jak i prymitywnymi płucami, co umożliwia im przetrwanie w warunkach, w których inne gatunki giną. Wysychające zbiorniki wodne nie są dla nich końcem. Niektóre gatunki, jak afrykański Protopterus, potrafią pełzać w poszukiwaniu wody lub zagrzebać się w mule i wpaść w letarg, czekając na powrót deszczu. Według najnowszych badań to właśnie one miały jako pierwsze próbować wyjść na ląd.
Zaskakujące odkrycie w Górach Świętokrzyskich
Zespół z Państwowego Instytutu Geologicznego i z Państwowego Instytutu Badawczego, we współpracy z prof. Alfredem Uchmanem z Uniwersytetu Jagiellońskiego, natrafił w centralnej części Gór Świętokrzyskich na ślady ryb dwudysznych sprzed ponad 400 mln lat. Zgodnie z informacjami opublikowanymi przez serwis Nauka w Polsce, stanowiska we wsiach Ujazd i Kopiec kryły w sobie skamieniałości zachowane w niemal idealnym stanie. Wszystko dzięki warstwie pyłu wulkanicznego, który błyskawicznie przykrył odciski.
Ślady zostały sklasyfikowane jako Reptanichnus acutori. W dosłownym tłumaczeniu oznacza to czołgający się pionier. Badacze podkreślają, że nie są to tylko odciski płetw. To kompletny zapis ruchu: ślady tułowia, ogona, a nawet pyska, którym zwierzę zakotwiczało się w podłożu, by podciągnąć resztę ciała. Oznacza to, że ryba przemieszczała się w bardzo płytkiej wodzie lub nawet po odkrytym fragmencie lądu.
Hipoteza została potwierdzona licznymi eksperymentami z udziałem współczesnych ryb
Aby potwierdzić swoją hipotezę, badacze postanowili odtworzyć możliwe warunki sprzed setek mln lat w kontrolowanym środowisku laboratoryjnym. W tym celu przeprowadzili serię eksperymentów z żyjącymi dziś przedstawicielami rodzaju Protopterus annectens pochodzącymi z Afryki. Naukowcy umieścili ryby w zbiornikach z różnym poziomem wody i odtworzonym podłożem przypominającym piaskowce z Gór Świętokrzyskich.
Podczas obserwacji rejestrowano każdy etap ruchu zwierząt, wykorzystując do tego nagrania wideo i precyzyjne pomiary 3D. Okazało się, że sposób, w jaki Protopterus annectens przesuwa się po dnie i po wilgotnym lądzie (poprzez naprzemienne zakotwiczanie pyskiem i podciąganie reszty ciała) jest niemal identyczny z układem i charakterem śladów zachowanych w dewońskich skałach. Co więcej, współczesne ryby pozostawiały w podłożu złożone ścieżki ruchu obejmujące odciski płetw, tułowia, ogona oraz ślady kotwiczenia pyskiem, dokładnie odpowiadające starożytnym odciskom. To właśnie to podobieństwo uznano za bezpośredni dowód, że ryby dwudyszne mogły podejmować regularne próby przemieszczania się po lądzie znacznie wcześniej, niż zakładano do tej pory.
Najstarszy dowód lateralizacji u kręgowców
Podczas analizy zachowanych odcisków badacze zwrócili uwagę na intrygującą regularność – zarówno w skamieniałych śladach sprzed 400 mln lat, jak i we współczesnych eksperymentach, ryby niemal zawsze wbijały pysk w podłoże, przechylając go w lewą stronę. Taki schemat ruchu sugeruje, że już u prymitywnych kręgowców istniała przewaga jednej strony ciała nad drugą, czyli zjawisko lateralizacji. Współcześnie obserwujemy je u wielu zwierząt, w tym u ludzi, gdzie przejawia się np. dominacją prawej lub lewej ręki.
Aby upewnić się, że to nie przypadek, zespół przeanalizował łącznie 35 odcisków pyska z dwóch stanowisk w Górach Świętokrzyskich, w Ujeździe i Kopcu. Wyniki były jednoznaczne: aż 100 proc. z nich wykazywało tzw. lewoskrętność, co czyni je najstarszym znanym dowodem lateralizacji u kręgowców. Co istotne, odkrycie to wskazuje, że preferencja jednej strony ciała mogła być ewolucyjnie ukształtowana na długo przed pojawieniem się czworonogów i miała znaczenie w sposobie poruszania się oraz interakcji zwierząt ze środowiskiem.
Dlaczego to odkrycie jest tak ważne?
Badania pokazują, że proces wyjścia życia z wody na ląd był bardziej złożony, niż zakładano. Różne grupy kręgowców mogły niezależnie podejmować próby przystosowania się do życia poza wodą, a ryby dwudyszne odegrały w tym procesie znacznie większą rolę, niż wcześniej przypuszczano. To także kolejny dowód na to, że Góry Świętokrzyskie kryją w sobie unikalne ślady historii Ziemi, które mogą zmieniać podręczniki do biologii.
Zobacz także:
Odkrycie to nie tylko przesuwa w czasie moment pierwszych kontaktów kręgowców z lądem, lecz także ma dowodzić o tym, że adaptacja do nowych warunków była procesem stopniowym i eksperymentalnym, zachodzącym równolegle w różnych grupach zwierząt.
*Grafika wprowadzająca wygenerowana przez AI
