Η μετακίνηση των ζώων από τη γη στη θάλασσα έχει συμβεί αρκετές φορές τα τελευταία 250 εκατομμύρια χρόνια και έχει τεκμηριωθεί με πολλούς διαφορετικούς και μοναδικούς τρόπους. Αλλά τώρα, για πρώτη φορά, μια ομάδα ερευνητών δημιούργησε μια επισκόπηση που όχι μόνο παρέχει μια εικόνα της εξέλιξης, αλλά μπορεί επίσης να βοηθήσει στην ακριβέστερη αξιολόγηση του αντίκτυπου των ανθρώπων στον πλανήτη.
σχετικό περιεχόμενο
- Πίσω από τα σκηνικά με τον επιμελητή Nick Pyenson: μια νέα ορυκτή φάλαινα
Οι ωκεανοί γεμίζουν με τετράποδα - τα «τετράποδα» πουλιά, τα ερπετά, τα θηλαστικά και τα αμφίβια - που έχουν επανειλημμένα μεταφερθεί από τη γη στη θάλασσα, προσαρμόζοντας τα πόδια τους σε πτερύγια. Οι μεταβάσεις συσχετίζονται συχνά με μαζικές εξαφανίσεις, αλλά οι πραγματικοί λόγοι είναι γνωστοί μόνο εν μέρει με βάση τα απολιθώματα και με τη μελέτη του κλίματος της Γης, για παράδειγμα.
Αυτές οι μεταβάσεις θεωρούνται "κανονικές απεικονίσεις" της εξελικτικής διαδικασίας και επομένως ιδανικές για μελέτη. τα ζωντανά θαλάσσια tetrapods-όπως οι φάλαινες, οι σφραγίδες, οι ενυδρίδες και τα θαλάσσια λιοντάρια-έχουν επίσης μεγάλο οικολογικό αντίκτυπο, σύμφωνα με τον Neil P. Kelley και τον Nicholas D. Pyenson, τους δύο Smithsonian επιστήμονες που συνέταξαν τη νέα ματιά σε αυτά τα tetrapods στο περιοδικό Science .
Αντί για τη συγκέντρωση στοιχείων από ένα μόνο πεδίο, το ζευγάρι έβαλε μαζί έρευνα από πολλούς κλάδους, όπως η παλαιοντολογία, η μοριακή βιολογία και η οικολογία της διατήρησης, για να δώσει μια πολύ μεγαλύτερη εικόνα για το τι συνέβαινε όταν τα ζώα μεταφέρθηκαν από τη γη στη θάλασσα για χιλιετίες.
Σχεδόν κατ 'ανάγκη, οι επιστήμονες τείνουν να εργάζονται σε στενά σιλό, επομένως αυτή η έρευνα θα διευκολύνει τη διεύρυνση των απόψεών τους και ενδεχομένως θα καταστήσει δυνατή την ταχύτερη πρόοδο στην κατανόηση της εξέλιξης. Γνωρίζοντας πώς αυτά τα πλάσματα προσαρμόστηκαν τα τελευταία εκατοντάδες εκατομμύρια χρόνια και ειδικά πώς έχουν αλλάξει στην εποχή από την εμφάνιση των ανθρώπων, θα μπορούσαμε να μας βοηθήσουν να γίνουμε καλύτεροι διαχειριστές του πλανήτη.
"Είναι ένα μοναδικό άθροισμα όλων όσων γνωρίζουμε για τις διαφορετικές ομάδες που εξελίχθηκαν για να επιστρέψουν στη θάλασσα", λέει ο Louis L. Jacobs, καθηγητής επιστημών της γης και πρόεδρος του Ινστιτούτου Μελέτης της Γης και ο άνθρωπος στο Southern Methodist University. Το έγγραφο το θέτει όλα έξω κατά τρόπο που επιτρέπει στους επιστήμονες να κάνουν συγκρίσεις μεταξύ των ειδών, προσθέτει.
"Η ανασκόπηση βρίσκεται πραγματικά στο επίκεντρο της εξέλιξης και γιατί η μελέτη της εξέλιξης είναι σημαντική", λέει ο Sterling Nesbitt, επίκουρος καθηγητής γεωεπιστημών στο Πολυτεχνείο της Βιρτζίνια και στο κρατικό πανεπιστήμιο. Ο Nesbitt επικεντρώνεται στην εξέλιξη των σπονδυλωτών - όχι σε θαλάσσια ζώα - αλλά λέει ότι το έργο των ερευνητών Smithsonian θα βοηθήσει τον ίδιο και τους μαθητές του να καταλάβουν, για παράδειγμα, πώς ορισμένα ζώα της γης μπορεί να έχουν προσαρμοστεί ώστε να μπορούν να ζουν στα δέντρα.
Η έρευνα επίσης "παρέχει το εξελικτικό πλαίσιο για την κατανόηση του τρόπου με τον οποίο τα ζωντανά είδη θαλάσσιων θηρευτών θα εξελιχθούν και θα προσαρμοστούν στη ζωή στο ανθρωποκένιο", λέει ο Kelley, επικεφαλής συγγραφέας του βιβλίου και ερευνητής στο τμήμα παλαιοβιολογίας του Εθνικού Μουσείου Φυσικής Ιστορίας. Προσθέτει ότι σκόπιμα επέλεξε να χρησιμοποιήσει τον όρο "ανθρωποκένιο" στο χαρτί. Κάποιοι επιστήμονες το χρησιμοποιούν για να περιγράψουν τη σημερινή γεωλογική εποχή, αλλά και για να σημάνει ότι είναι μια εποχή κατά την οποία οι άνθρωποι φαίνεται να διαδραματίζουν κυρίαρχο ρόλο στην κατεύθυνση του πλανήτη.
Κατά τη διάρκεια μιας περιόδου 300 εκατομμυρίων ετών, πολλά είδη ειδών που κυμαίνονταν από φώκιες έως μωσααζάρια αναπτύσσονταν ανεξάρτητα παρόμοια απλοποιημένα εμπρόσθια όρια (για κολύμπι) καθώς μεταβαίνουν από τη ζωή στη γη στον ωκεανό. (Neil Kelley και Nick Pyenson, NMNH) "Δεν είναι απλώς ακαδημαϊκό να φανταστούμε ποια θα είναι η τύχη αυτών των ζώων", λέει ο Kelley, προσθέτοντας ότι ιδιαίτερα οι ναυτικοί αρπακτικοί είναι περιβαλλοντικά σημαντικοί παίκτες. "Μπορεί να έχει μεγάλο αντίκτυπο εάν χάσουμε αυτά τα αρπακτικά ζώα", λέει.
Το χαρτί Kelley και Pyenson αντλεί από 147 μελέτες που έχουν αξιολογηθεί από ομοτίμους σε ποικίλους τομείς, δίνοντας μια πλούσια εικόνα ορισμένων από τις παράλληλες προσαρμογές που έγιναν μεταξύ ενός αριθμού θαλάσσιων tetrapod ειδών. Αυτό είναι εξαιρετικά εντυπωσιακό, λέει ο Jacobs.
Μεταξύ των πολλών θεμάτων της, η εργασία επισημαίνει μια σχετικά νέα γραμμή έρευνας που λέγεται ανακατασκευή ορυκτών χρωστικών ουσιών, μια τεχνική που δίνει στους επιστήμονες τη δυνατότητα να καθορίζουν, από ένα απολίθωμα, το χρώμα του φτερού ενός αρχαίου πουλιού ή ενός δέρματος προϊστορικού ερπετού. Ο χρωματισμός μπορεί να παράσχει ενδείξεις για τους τρόπους με τους οποίους τα είδη προσαρμόζονται στο περιβάλλον τους. Μια μελέτη, για παράδειγμα, αποκάλυψε ότι τα αρχαία θαλάσσια ερπετά είχαν σκοτεινό χρώμα, "ενδεχομένως για ρύθμιση θερμοκρασίας ή υπεριώδη προστασία φωτός", γράφουν οι ερευνητές.
Οι γονιδιωματικές μελέτες βοηθούν επίσης στο να συνθέσουν τους λόγους για τους οποίους τα θαλάσσια ζώα με διαφορετικούς προγόνους της γης φαίνεται ότι έχουν αναπτύξει παρόμοιες προσαρμογές όταν πήγαν στον ωκεανό, σύμφωνα με τους συγγραφείς. Για παράδειγμα, και οι δύο φάλαινες και οι φώκιες έχουν αναπτυχθεί ώστε να έχουν την ικανότητα να αποθηκεύουν μυοσφαιρίνη - μια πρωτεΐνη δέσμευσης οξυγόνου - στους μύες τους. Αυτό δίνει στους βαθιούς δύτες τη δυνατότητα να επιβιώσουν υποβρύχια για μεγάλες χρονικές περιόδους. Πριν από τη γονιδιωματική, οι επιστήμονες δεν μπόρεσαν να εντοπίσουν παρόμοια ικανότητα σε ένα μοριακό επίπεδο, λέει ο Kelley.
Αλλά τώρα, μπορούν να δουν ότι αυτοί οι διαφορετικοί τύποι θαλάσσιων δύτες μπορεί να έχουν τους ίδιους κυτταρικούς μηχανισμούς. "Υπάρχει μια βαθιά εξελικτική σύνδεση εκεί", λέει ο Pyenson, επιμελητής απολιθωμένων θαλάσσιων θηλαστικών στο Μουσείο Φυσικής Ιστορίας. Το ερώτημα είναι τώρα κατά πόσο οι γενετικές αλληλουχίες μπορούν να συνδεθούν με συγκεκριμένες συμπεριφορές ή τύπο σώματος ή με ικανότητα αναπνοής ή ανάπτυξη πτερυγίων. "Δεν γνωρίζουμε ακόμα, αλλά θα μπορούσαμε να περάσουμε τα επόμενα πέντε χρόνια", προσθέτει ο Kelley.
Διαχωριζόμενοι με την πάροδο των 50 εκατομμυρίων ετών, τα σύγχρονα δελφίνια και οι εξαφανισθέντες ιχθυοσωματίες καταγόταν από διαφορετικά χερσαία είδη αλλά ανέπτυξαν ακόμα ένα παρόμοιο σώμα που μοιάζει με ψάρια. (Dolphin, NOAA, Ichthyosaur, ευγενική προσφορά των Lindgren et αϊ, Nature Publishing Group) Η ανασκόπηση επίσης τραβάει μαζί διάφορες μελέτες που δείχνουν τον αντίκτυπο του ανθρώπου στην εξέλιξη των τετραπόδων. Οι άνθρωποι έχουν κυνηγήσει μια ποικιλία τετραπόδων σχεδόν μέχρι την εξαφάνιση και η ανθρώπινη δραστηριότητα φαίνεται να επιταχύνει έμμεσα την εξαφάνιση άλλων. Έξι από επτά είδη θαλάσσιων χελωνών απειλούνται. Και το δελφίνι του ποταμού Yangtze, το οποίο βρέθηκε μόνο σε αυτόν τον ποταμό στην Κίνα, κηρύχθηκε εξαφανισμένο το 2006 ως αποτέλεσμα των ναυτικών ατυχημάτων και της υποβάθμισης των ενδιαιτημάτων.
Αλλά μερικά τετράποδα έχουν ξεπεράσει τους ανθρώπους. Οι γκρίζες φάλαινες, οι οποίες θεωρήθηκαν ότι ζουν μόνο στον Ειρηνικό, βρέθηκαν πρόσφατα στον Ατλαντικό. "Οι καλύτερες εικασίες για το πώς έχουν φτάσει εκεί είναι ότι κινούνται μέσω της Αρκτικής", λέει ο Kelley, σημειώνοντας ότι ο πάγος έχει λειώσει αρκετά για να επιτρέψει ένα υδατόδρομο πέρασμα. Τα απολιθώματα καταδεικνύουν ότι οι γκρίζες φάλαινες κάποτε ζούσαν στον Ατλαντικό πριν από 100 εκατομμύρια χρόνια, οπότε η κίνησή τους μπορεί να είναι μια διαδικασία επαναπολλαπλασιασμού, λέει ο Kelley.
Οι Kelley και Pyenson ελπίζουν ότι το έγγραφό τους παρακινεί περισσότερες συνεργασίες, για παράδειγμα, μεταξύ παλαιοντολόγων, βιολόγων και συντηρητών, για να φέρουν μαζί το παρελθόν και το παρόν - ειδικά για να εξετάσουμε προσεκτικά τα θαλάσσια ζώα. Οι άνθρωποι "έχουν πολύ μεγάλη επίδραση στο μέλλον", λέει ο Pyenson. Η ανασκόπηση βοηθά στην απάντηση στο ερώτημα "ποια θα είναι η τύχη αυτών των οικολογικά σημαντικών ειδών;"
«Η κατανόηση του ωκεανού είναι ζωτικής σημασίας για τους ανθρώπους σε αυτόν τον πλανήτη», λέει ο Jacobs, σημειώνοντας ότι παίζει σημαντικό ρόλο στο οικοσύστημα. Αλλά προσθέτει ότι οι άνθρωποι αλλάζουν τον ωκεανό που οδηγεί σε ανερχόμενα επίπεδα της θάλασσας και τις αυξανόμενες θερμοκρασίες, καθώς και μεταβολές στην αλατότητα και την οξύτητα, που όλα τονίζουν τα ζώα. «Δεν γνωρίζουμε όλες τις απρόβλεπτες συνέπειες αυτών που θα επιφέρουν αυτές οι φυσικές αλλαγές».
Μια ποικιλία θαλάσσιων tetrapods από την εποχή της Κρητιδικής εποχής, κοντά στο τέλος της "Εποχής των Ερπετών", συμπεριλαμβανομένης μιας θαλάσσιας χελώνας, ενός πρώιμου πτηνού χωρίς πτήση, ενός μεγάλου mosasaur και ενός μακρύς λαιμού elasmosaur. (Έργο τέχνης Karen Carr / NMNH)
