Mokslininkai išsiaiškino, kada Žemėje atsirado pirmieji keturkojai

Kad tiksliai įvertintų keturkojų kilmės laiką, mokslininkai taikė neseniai sukurtą statistinį evoliucinės analizės metodą, kuris naudojamas epidemiologijoje tiriant virusų, tokių kaip COVID-19 koronavirusas, raidą, ir tik neseniai tapo paleontologų priemone

VILNIUS, rugpjūčio 28 — Sputnik. Amerikiečių mokslininkai, naudodamiesi matematiniais Bajeso modeliavimo metodais, atkūrė pirmųjų keturkojų, kurie išsivystė iš žuvų prieš 400–360 milijonų metų ir davė pradžią visiems sausumos stuburiniams gyventojams, evoliucijos dinamiką. Tyrimo rezultatai paskelbti žurnale "Nature Ecology and Evolution".

Vienas iš svarbiausių evoliucinių įvykių gyvybės Žemėje istorijoje yra perėjimas nuo žuvų prie keturkojų — stuburinių gyvūnų su galūnėmis. Tai atsitiko kažkur tarp vidurio ir vėlyvojo devono, bet kada tiksliai nežinoma.

Harvardo universiteto mokslininkai, kad tiksliai įvertintų keturkojų kilmės laiką, taikė neseniai sukurtą statistinį Bajeso evoliucinės analizės metodą, kuris naudojamas epidemiologijoje tiriant virusų, tokių kaip COVID-19 koronavirusas, raidą, ir tik neseniai tapo paleontologų priemone.

Naudodamiesi šiuo metodu, autoriai sugebėjo labai tiksliai nustatyti tikslų keturkojų kilmės amžių — prieš 390 milijonų metų, tai yra 15 milijonų metų anksčiau nei seniausios žinomos keturkojų iškastinės fosilijos.

"Pėdsakai paprastai atsiranda po jų kūrėjų kūnų, — universiteto pranešime spaudai cituojami tyrimo vadovės, profesorės Stefani Pirs iš Organinės ir evoliucinės biologijos fakulteto žodžiai. — Šiuo atveju mes turime keturkojų pėdsakus, kurie yra keliais milijonais metų senesni už pirmąsias fosilijas, o tai yra labai neįprasta".

Tyrėjai taip pat nustatė, kad keturkojų protėviai turėjo ypač mažus anatominės raidos tempus. Žuvys buvo gerai prisitaikiusios prie vandens aplinkos ir joms nereikėjo keistis. Tačiau pirmieji į sausumą išėję keturkojai evoliucionavo labai greitai.

"Mes nustatėme, kad evoliucinės linijos, kurių dėka atsirado pirmieji keturkojai, neįtikėtinai greitais tempais įgavo pagrindinius naujus prisitaikymo bruožus, kurie išliko apie 30 milijonų metų", — sako antrasis straipsnio autorius dr. Simoesas.

Autoriai, naudodamiesi molekuliniais metodais, ištyrė, kaip greitai vystėsi įvairios ankstyvųjų keturkojų kūno dalys, tokios kaip kaukolė, žandikauliai ir galūnės, taip pat ištyrė natūralios atrankos, paveikiančios kiekvieną iš jų, jėgą ir nustatė, kad kaukolė ir žandikauliai vystėsi greičiau nei likusios kūno dalys, įskaitant galūnes.

"Tai rodo, kad kaukolės pokyčiai ankstyvosiose perėjimo nuo žuvų prie keturkojų stadijose vaidino svarbesnį vaidmenį nei likusios skeleto dalies pokyčiai. Galūnių raida gyvenimui sausumoje buvo svarbi, bet daugiausia vėlesnėse keturkojų evoliucijos stadijose, kai jie tapo visiškai sausumos gyvūnai", — paaiškina Pirs.

"Jų kaukolėse matome keletą anatominių naujovių, susijusių su maitinimu ir maisto gavyba, kurios leido pereiti nuo žuvų grobio pagriebimo, paremto prisiurbimu, iki įkandimo, taip pat padidėjo akių dydis ir jų orbitos vieta. Šie pokyčiai paruošė keturkojus maisto paieškai sausumoje ir naujų maisto išteklius, kurių negali gauti jų giminaitės – žuvys, tyrimui", — priduria Simoesas.

Klasikinei hipotezei, kad naujos gyvūnų grupės atsirado esant aukštiems anatominių pokyčių ir rūšių įvairovės tempams, autoriai pateikia naują požiūrį. Jų nuomone, tokiais lūžio momentais iš pradžių sparčiai vystėsi anatominiai pokyčiai, o rūšių įvairovė plėtėsi tik po kelių milijonų metų.