Yüzgeçlerin deri iskeleti, karasal omurgalıların uzuvlarının yaratılmasına yardımcı oldu

Yüzgeçlerin deri iskeleti, karasal omurgalıların uzuvlarının yaratılmasına yardımcı oldu
Yüzgeçlerin deri iskeleti, karasal omurgalıların uzuvlarının yaratılmasına yardımcı oldu
Anonim

Tetrapodların uzuvlarında parmakların oluşumundan önce bile, bazı lob kanatlılarında eşleştirilmiş yüzgeçlerin cilt ışınları ağı basitleştirildi, bu ışınların sayısı azaldı ve yüzgecin üst tarafı alttan farklılıklar kazandı. Ulusal Bilimler Akademisi Bildirilerine. Bu dönüşümler, eski omurgalıların siltli bir alt tabaka üzerinde hareket etmelerini kolaylaştırdı ve çok parmaklı tetrapodların oluşumuna giden yolda önemli bir aşama haline geldi.

Omurgalıların karaya çıktıklarında yapıları büyük ölçüde değişti ve belki de çoğu değişiklik uzuvlarından geçti. Balıklarda bunlar birçok kemik ve cilt ışınlarına sahip yüzgeçlerse, o zaman tetrapodlarda (bu, kuşlar da dahil olmak üzere tüm karasal omurgalıların ortak adıdır), uzuvlarda ışın yoktur, ancak parmaklar vardır.

Uzuvların evrimi incelenirken, genellikle tetrapodların sözde ataları olan lob yüzgeçli balıkların yüzgeçlerindeki kemikli ışınlara dikkat edilir. Cilt ışınları çok daha az ayrıntılı olarak incelenir. Daha kötü korunurlar ve hatta bazen yüzgeçlerin kemikli unsurlarının daha iyi görülebilmesi için fosil kalıntılarından çıkarılırlar.

resim
resim

Tiktaalik'in yüzgeci. Dorsal ışınlar (dorsal tarafta), mavi - ventral ışınlar (ventral tarafta) turuncu renkle gösterilmiştir.

Buna karşılık, Chicago Üniversitesi'nden, Parkside'daki Wisconsin Üniversitesi'nden ve Neil Shubin liderliğindeki Drexel Üniversitesi'nden paleontologlar, ilk tetrapodlara yakın hayvanların yüzgeçlerinin cilt ışınlarının yapısının ayrıntılarını karşılaştırmaya karar verdiler. Bunu yapmak için bilgisayar mikrotomografisini kullandılar.

Bilim adamları, Sauripterus taylori, Eusthenopteron foordi ve Tiktaalik roseae'nin yetişkin ve genç kalıntılarının pektoral yüzgeçlerini sanal olarak kestiler. Bu türler, lob yüzgeçli balıklardan tetrapodlara (ve tetrapodların kendilerine) sözde geçiş formlarını içeren bir grup olan tetrapodomorflar olarak adlandırılır. Sauripterus, üçünün en eskisi ve ilki olarak kabul edilir, Tiktaalik en gelişmiş ve tetrapod benzeridir.

Image
Image

Sanatçının gördüğü şekliyle incelenen görünümler. Yukarıdan aşağıya: Sauripterus taylori, Eusthenopteron foordi, Tiktaalik roseae. Göğüs yüzgeçlerinin sırt ışınları turuncu, karın ışınları ise mavi ile gösterilmiştir.

Araştırmacılar, pektoral yüzgeçlerin kutanöz ve kemik ışınlarının nispi pozisyonuna odaklandılar. Bu ışınların kemiklere göre nasıl konumlandığını belirlediler, sayılarını ve uzunluklarını değerlendirdiler.

Bir tür tetrapodlara ne kadar yakınsa, göğüs yüzgeçlerinde o kadar az deri ışınları olduğu ortaya çıktı. Daha da ilginç olan, bu yüzgeçlerin dorsal (dorsal) ve ventral (ventral) yanlarının kutanöz ışınlarının farklı uzunluklara sahip olması ve kemikli ışınlar üzerinde değişen derecelerde "üst üste bindirilmiş" olmasıdır. Bu asimetri en çok Tiktaalik'te belirgindir ve buna göre yazarlar, bu hayvanın işlevsel bir avuç içi görünümüne sahip olduğunu, yani göğüs yüzgecinin alt tarafının çok fazla kas taşıdığını öne sürdüler.

Muhtemelen, Tiktaalik'in "avuç içi" kasları, sözde yaşadığı sığ su kütlelerinin çamurlu dibinden itilmesine ve hatta karada kısa hareketler yapmasına yardımcı oldu. Daha önce, henüz karaya çıkmamış ve parmakları olmayanlarda çift yüzgeçlerin dorsal ve ventral taraflarının asimetrisi ayrıntılı olarak çalışılmamıştı.

Modern bentik teleost balıkları, göğüs yüzgecinin farklı taraflarından gelen ışınların düzenlenmesinde de farklılıklara sahiptir. Bu önemlidir, çünkü dibe yakın duranların uzuvları, karada veya çok sığ suda yürümeye çalışanlara benzer stresler yaşar. Tüm bu tür balıkların sert bir alt tabakadan itilmesi gerekir ve buna yüzgecin ventral tarafındaki kaslar yardımcı olabilir. Yazarlar, omurgalıların karada ortaya çıkışını incelerken bunun dikkate alınması gerektiğini hatırlatır; bu nedenle, kendimizi sadece tetrapodomorfların yüzgeçlerinin kemik ışınlarını dikkate almakla sınırlamak yanlıştır.

2016'da Neil Shubin ve meslektaşları, teleostların yüzgeçlerinde ışınların oluşumundan, tetrapodlarda parmak oluşumundan aynı genlerin sorumlu olduğunu gösterdi. Karasal omurgalıların parmaklarının, balıklarda yüzgeç ışınlarının göründüğü yapılardan oluştuğunu varsaydılar. Daha sonra canlı zebra balığı balıkları üzerinde deneyler yapılmıştır.

Önerilen: