Придвижването на животни от сушата в морето се е случвало няколко пъти през последните 250 милиона години и е документирано по много различни и единни начини. Но сега за първи път екип от изследователи създаде преглед, който не само дава представа за еволюцията, но и може да помогне за по-точна оценка на влиянието на хората върху планетата.
Свързано съдържание
- Зад кулисите с куратора Ник Пиенсън: Нов изкопаем кит
Океаните са пълни с тетраподи - четириноги птици, влечуги, бозайници и земноводни, които многократно са преминавали от сушата към морето, приспособявайки краката си към перки. Преходите често се свързват с масовите изчезвания, но истинските причини са известни само отчасти въз основа на вкаменелости и чрез проучване на климата на Земята, например.
Тези преходи се считат за „канонични илюстрации“ на еволюционния процес и затова са идеални за изучаване; Живите морски тетраподи - като китове, тюлени, видри и морски лъвове - също имат голямо екологично въздействие, според Нийл П. Кели и Никълъс Пийсън, двамата учени от Смитсън, които съставиха новия поглед върху тези тетраподи, появили се тази седмица в списание Science .
Вместо да събере доказателства от едно поле, двойката събра проучвания от много дисциплини, включително палеонтология, молекулярна биология и природозащитна екология, за да даде далеч по-широка картина на това, което се случва, когато животните преминават от сушата в морето през хилядолетия.
Почти по необходимост учените са склонни да работят в тесни силози, така че това изследване ще помогне да се разширят техните възгледи и потенциално да се постигне по-бърз напредък в разбирането на еволюцията. Знанието как тези същества се адаптират през последните няколкостотин милиона години и по-специално как са се променили в ерата, откакто се появяват хората, може да ни помогне да станем по-добри управители на планетата.
„Това е единственото обобщение на всичко, което се знае за онези различни групи, които са се развили, за да се върнат в морето“, казва Луи Л. Джейкъбс, професор по земни науки и президент на Института за изследване на Земята. и Човек от Южния методистки университет. Документът представя всичко това по начин, който позволява на учените да правят сравнения между различните видове, добавя той.
„Прегледът наистина е в основата на еволюцията и защо изследването на еволюцията е важно“, казва Стерлинг Несбит, асистент по геоложки науки от Политехническия институт във Вирджиния и държавния университет. Несбит се фокусира върху еволюцията на гръбначните животни, а не на морските животни, но казва, че работата на изследователите от Смитсън ще помогне на него и учениците му да разберат например как някои сухопътни животни може да са се приспособили да могат да живеят в дървета.
Изследването също „предоставя еволюционния контекст за разбиране как живите видове морски хищници ще се развиват и адаптират към живота в Антропоцена“, казва Кели, водещ автор на статията и изследовател в отдела за палеобиология на Националния музей по естествена история. Той добавя, че нарочно е избрал да използва термина „Антропоцен“ в документа. Някои учени го използват, за да опишат настоящата геоложка епоха, но също така и да означат, че това е време, в което хората изглежда играят доминираща роля в посоката на планетата.
За период от 300 милиона години много видове, вариращи от тюлени до мосазаври, независимо развиват подобни модерни предни крайници (за плуване), както преминават от живеене на сушата към океана. (Нийл Кели и Ник Пиенсън, NMNH) „Не е просто академично да си представим каква може да бъде съдбата на тези животни“, казва Кели и добавя, че морските хищници в частност са екологично важни играчи. "Това може да има голямо влияние, ако загубим тези хищници", казва той.
Хартията „Кели и Пиенсън“ черпи от 147 предимно рецензирани проучвания в различни области, като дава богат преглед на някои от паралелните адаптации, възникнали сред редица морски тетрапод. Това е изключително мъчително, казва Джейкъбс.
Сред многобройните нишки работата подчертава сравнително нова линия на изследване, наречена реконструкция на изкопаеми пигменти, техника, която дава на учените възможност да определят от изкопаемия цвят на перото на древна птица или на кожата на праисторическо влечуго. Оцветяването може да даде улики за начините, по които видовете се адаптират към средата си. Едно проучване например разкри, че древните морски влечуги имат тъмно оцветяване, „възможно за регулиране на температурата или за защита от ултравиолентна светлина“, пишат изследователите.
Според авторите геномните проучвания също помагат да се разберат причините, поради които морските животни с различни сухопътни предци са разработили подобни адаптации, когато са отишли в океана, според авторите. Например, както клюнатите китове, така и тюлените са се развили, за да имат способността да съхраняват миоглобин - свързващ кислород протеин - в мускулите си. Това дава възможност на дълбоките водолази да оцелеят под вода за дълги периоди от време. Преди геномиката учените не са успели да проследят тази подобна способност до молекулярно ниво, казва Кели.
Но сега те могат да видят, че тези различни видове морски водолази могат да имат едни и същи клетъчни механизми. „Там има дълбока еволюционна връзка“, казва Пиенсън, уредник на изкопаеми морски бозайници в Природонаучния музей. Въпросът сега е дали генетичните последователности могат да бъдат обвързани с конкретно поведение или тип на тялото, или способност за дишане, или развитие на перка. „Все още не знаем, но може и през следващите пет години или повече“, добавя Кели.
Отделени във времето от повече от 50 милиона години, съвременните делфини и изчезнали ихтиозаври са произлезли от различни сухоземни видове, но все пак са разработили подобно тяло, подобно на риба. (Делфин, NOAA. Ихтиозавър, любезното съдействие на Линдгрен и др., Nature Publishing Group) Прегледът също така обединява различни изследвания, които показват влиянието на хората върху еволюцията на тетрапод. Хората са ловували най-различни тетраподи почти до изчезване, а човешката дейност изглежда косвено бърза изчезването на другите. Шест от седем вида морски костенурки са застрашени. А делфинът на река Янцзе, открит само в тази река в Китай, е обявен за изчезнал през 2006 г. в резултат на транспортни произшествия и деградация на местообитанията.
Но някои тетраподи са надхитрили хората. Сивите китове, за които се смяташе, че живеят само в Тихия океан, наскоро бяха открити в Атлантическия океан. „Най-доброто предположение за това как са стигнали там е, че се движат през Арктика“, казва Кели, отбелязвайки, че ледът се е стопил достатъчно, за да позволи преминаване през вода. Записите от изкопаеми показват, че сивите китове някога са живели в Атлантическия океан преди около 100 милиона години, така че движението им назад може да е процес на възстановяване, казва Кели.
Кели и Пиенсън се надяват, че техният документ мотивира повече сътрудничество, например, между палеонтолози, биолози и природозащитници, за да сближат миналото и настоящето - особено за да разгледат по-отблизо морските животни. Хората „оказват огромно въздействие върху бъдещето“, казва Пиенсън. Прегледът помага да се отговори на въпроса „каква ще бъде съдбата на тези екологично важни видове?“
„Разбирането на океана е жизненоважно за хората на тази планета“, казва Джейкъбс, отбелязвайки, че той играе важна роля в екосистемата. Но той добавя, че хората променят океана - което води до повишаване на морското равнище и повишаване на температурата, както и до промени в солеността и киселинността, всички от които стресират животните. "Не знаем всички непредвидени последици от това, което ще доведат тези физически промени."
Асортимент от морски тетраподи от епохата на Кредата от края на "епохата на влечугите", включително морска костенурка, морска птица в ранен стадий, голям мозасавър и елазмозавър с дълги шии. (Произведение на Карън Кар / NMNH)
