Premještanje životinja sa kopna u more dogodilo se nekoliko puta u posljednjih 250 milijuna godina, a dokumentirano je na mnogo različitih i jedinstvenih načina. Ali sada, po prvi put, tim istraživača stvorio je pregled koji ne samo da pruža uvid u evoluciju, već može pomoći i preciznijoj procjeni utjecaja ljudi na planetu.
Povezani sadržaj
- Iza kulisa s kustosom Nickom Pyensonom: Novi fosilni kitov
Okeani su prepredeni tetrapodama - "četveronožnim" pticama, gmizavcima, sisavcima i vodozemcima - koji su se više puta prebacivali s kopna u more, prilagođavajući noge u peraje. Prijelazi su često u korelaciji s masovnim izumiranjem, ali pravi su razlozi samo djelomično poznati na temelju fosila i, primjerice, proučavanjem Zemljine klime.
Ti se prijelazi smatraju „kanonskim ilustracijama“ evolucijskog procesa i stoga su idealni za proučavanje; Živi morski tetrapodi - poput kitova, tuljana, vidra i morskih lavova - također imaju velik ekološki utjecaj, prema Neil P. Kelleyu i Nicholasu D. Pyensonu, dvojici Smithsonijevih znanstvenika koji su sastavili novi pogled na ove tetrapode, koji su se pojavili ovog tjedna u časopisu Science .
Umjesto prikupljanja dokaza iz jednog polja, par je okupio istraživanja iz mnogih disciplina, uključujući paleontologiju, molekularnu biologiju i ekologiju očuvanja, kako bi dali daleko širu sliku onoga što se događalo kad su životinje tisućljećima prelazile s kopna u more.
Gotovo prema potrebi, znanstvenici uglavnom rade u uskim silosima, pa će ovo istraživanje pomoći proširiti njihova stajališta i potencijalno postići brži napredak u razumijevanju evolucije. Znajući kako su se ta stvorenja prilagodila u posljednjih nekoliko stotina milijuna godina, a posebno kako su se promijenila u eri otkad su se ljudi pojavili, moglo bi nam pomoći da postanemo bolji upravitelji planeta.
"To je jedinstvena zbirka svega što se zna o onim različitim skupinama koje su se razvile da bi se vratile u more", kaže Louis L. Jacobs, profesor znanosti o zemlji i predsjednik Instituta za proučavanje Zemlje. i Čovjek sa Sveučilišta Southern Methodist. U njemu se sve izlaže na način koji znanstvenicima omogućava usporedbe među vrstama, dodaje.
"Ovaj pregled zaista ima srž evolucije i zašto je proučavanje evolucije važno", kaže Sterling Nesbitt, docent za geoznanosti na Virginia Polytechnic Institute i Državnom sveučilištu. Nesbitt se usredotočio na evoluciju kralježnjaka - a ne na morske životinje -, ali kaže da će rad istraživača Smithsonia pomoći njemu i njegovim učenicima da, primjerice, shvate kako su se neke kopnene životinje mogle prilagoditi da mogu živjeti na drveću.
Istraživanje također "pruža evolucijski kontekst za razumijevanje kako će se žive vrste morskih grabežljivaca razvijati i prilagođavati životu u antropocenu", kaže Kelley, vodeći autor članka i istraživač u paleobiologiji Nacionalnog muzeja prirodne povijesti. Dodaje da je u radu namjerno odabrao uporabu termina „antropocen“. Neki znanstvenici koriste ga za opis trenutne geološke ere, ali i za značenje da je vrijeme u kojem ljudi kao da igraju dominantnu ulogu u pravcu planeta.
Tijekom razdoblja od 300 milijuna godina, mnoge vrste u rasponu od tuljana do mosasaura neovisno su razvile slične prostrane prednje noge (za plivanje) kao što su prešle od življenja na kopnu do oceana. (Neil Kelley i Nick Pyenson, NMNH) "Nije samo akademsko zamisliti kakva bi mogla biti sudbina ovih životinja", kaže Kelley, dodajući da su morski predatori posebno ekološki važni igrači. "To bi moglo imati velikog utjecaja ako izgubimo ove grabežljivce", kaže on.
Rad Kelley i Pyenson izvodi iz 147 uglavnom recenziranih studija iz različitih područja, pružajući bogat pregled nekih paralelnih prilagodbi koje su se dogodile među nizom morskih tetrapodnih vrsta. To je izuzetno mučno, kaže Jacobs.
Među brojnim nitima, rad ističe relativno novu liniju istraživanja koja se naziva rekonstrukcija fosilnih pigmenata, tehnika koja znanstvenicima omogućuje utvrđivanje, na osnovu fosila, boje perja drevne ptice ili kože pretpovijesnog gmazova. Obojenost može dati tragove za načine na koje se vrste prilagođavaju njihovom okruženju. Jedno je istraživanje, na primjer, otkrilo da su drevni morski gmizavci imali tamnu boju, "moguće radi regulacije temperature ili zaštite od ultraljubiaste svjetlosti", pišu istraživači.
Genomske studije također pomažu u svladavanju razloga zbog kojih se čini da su morske životinje s različitim kopnenim precima razvile slične prilagodbe kad su ušle u ocean, tvrde autori. Primjerice, i kitovi i tuljave s kljunovima su se razvili kako bi imali mogućnost skladištenja mioglobina - proteina koji veže kisik - u svojim mišićima. To daje dubinskim roniocima mogućnost preživljavanja pod vodom dugo vremena. Prije genomike, znanstvenici nisu mogli pronaći tu sličnu sposobnost sve do molekularne razine, kaže Kelley.
Ali sada, oni mogu vidjeti da ove različite vrste morskih ronioca mogu imati iste stanične mehanizme. "Tamo je duboka evolucijska povezanost", kaže Pyenson, kustos fosilnih morskih sisara Prirodoslovnog muzeja. Pitanje je sada mogu li se genetski nizovi vezati za određeno ponašanje ili tjelesni tip, sposobnost disanja ili razvoj peraje. "Još ne znamo, ali možda ćemo to učiniti u narednih pet godina", dodaje Kelley.
Razdvojeni vremenom, više od 50 milijuna godina, moderni dupini i izumrli ihtiozauri porijeklom su od različitih zemaljskih vrsta, ali su ipak razvijali tijelo nalik ribama. (Delphin, NOAA. Ichthyosaur, ljubaznošću Lindgrena i dr., Nature Publishing Group) Ovaj pregled također spaja razne studije koje pokazuju utjecaj ljudi na evoluciju tetrapoda. Ljudi su lovili razne tetrapode gotovo do izumiranja, a čini se da ljudska aktivnost posredno ubrzava nestanak drugih. Šest od sedam vrsta morskih kornjača je ugroženo. A dupin rijeke Yangtze, pronađen samo u toj rijeci u Kini, proglašen je izumrlim 2006. kao rezultat brodskih nesreća i degradacije staništa.
Ali neki su tetrapodi nadjačali ljude. Sivi kitovi, za koje se mislilo da žive samo u Tihom oceanu, nedavno su pronađeni u Atlantiku. "Najbolje pogoditi kako su tamo stigli je da se kreću Arktikom", kaže Kelley, napominjući da se led dovoljno rastopio da omogući prolazak kroz vodu. Zapis o fosilima pokazuje da su sivi kitovi nekad živjeli na Atlantiku prije nekih 100 milijuna godina, pa bi njihov pomak natrag mogao biti proces ponovne prenove, kaže Kelley.
Kelley i Pyenson nadaju se da njihov rad motivira više suradnje, na primjer, među paleontolozima, biolozima i konzervatistima da zbliže prošlost i sadašnjost - posebno da pobliže pogledaju morske životinje. Ljudi "imaju ogroman utjecaj na budućnost", kaže Pyenson. Pregled pomaže odgovoriti na pitanje "što će biti sudbina ovih ekološki važnih vrsta?"
"Razumijevanje oceana bitno je za ljude na ovoj planeti", kaže Jacobs, napominjući da on igra važnu ulogu u ekosustavu. Ali dodaje da ljudi mijenjaju ocean - što dovodi do porasta razine mora i porasta temperature, kao i do promjena u slanosti i kiselosti, što sve stresno djeluje na životinje. "Ne znamo sve nepredviđene posljedice ovih fizičkih promjena."
Asortiman morskih tetrapoda iz doba krede iz kraja "doba gmazova", uključujući morsku kornjaču, ranu morsku pticu koja ne leti, velikog mozaura i elasmosaura s dugim vratom. (Umjetničko djelo Karen Carr / NMNH)
