Kerangka kulit sirip membantu membentuk anggota badan vertebrata terestrial

Kerangka kulit sirip membantu membentuk anggota badan vertebrata terestrial
Kerangka kulit sirip membantu membentuk anggota badan vertebrata terestrial
Anonim

Bahkan sebelum pembentukan jari di anggota tetrapod, rangkaian sinar kulit sirip berpasangan pada beberapa sirip lobus dipermudah, jumlah sinar ini menurun, dan bahagian atas sirip memperoleh perbezaan dari yang bawah, menurut ke Prosiding Akademi Sains Kebangsaan. Transformasi ini menjadikan vertebrata kuno lebih mudah bergerak pada substrat lendir dan menjadi tahap penting dalam perjalanan pembentukan tetrapoda multi-jari.

Struktur vertebrata ketika mereka tiba di darat telah banyak berubah, dan mungkin pengubahsuaian yang paling banyak telah mengalami anggota badan mereka. Sekiranya pada ikan ini adalah sirip dengan banyak tulang dan sinar kulit, maka di tetrapod (ini adalah nama umum untuk semua vertebrata darat, termasuk burung), tidak ada sinar di anggota badan, tetapi ada jari.

Semasa mengkaji evolusi anggota badan, paling sering perhatian diberikan pada sinar tulang di sirip ikan sirip lobus, yang dikatakan sebagai nenek moyang tetrapod. Sinar kulit dikaji dengan lebih terperinci. Mereka lebih teruk dipelihara, dan kadang-kadang mereka dikeluarkan dari sisa-sisa fosil sehingga unsur-unsur tulang sirip kelihatan lebih baik.

Imej
Imej

Sirip Tiktaalik. Sinar punggung (di sisi punggung), sinar biru - ventral (di sisi ventral) ditunjukkan dengan warna jingga.

Sebaliknya, ahli paleontologi dari University of Chicago, University of Wisconsin di Parkside dan Drexel University, yang diketuai oleh Neil Shubin, memutuskan untuk membandingkan perincian struktur sinar kulit sirip haiwan yang dekat dengan tetrapod pertama. Untuk melakukan ini, mereka menggunakan mikrotomografi komputer.

Para saintis membuat serangkaian pemotongan sirip dada dari maya orang dewasa dan remaja Sauripterus taylori, Eusthenopteron foordi dan Tiktaalik roseae. Spesies ini disebut sebagai tetrapodomorph - kumpulan yang merangkumi bentuk peralihan yang sepatutnya dari ikan bersirip lobus ke tetrapod (dan tetrapod itu sendiri). Sauripterus dianggap paling kuno dan primitif dari ketiga, Tiktaalik yang paling maju dan mirip tetrapod.

Image
Image

Pandangan yang diterokai seperti yang dilihat oleh artis. Dari atas ke bawah: Sauripterus taylori, Eusthenopteron foordi, Tiktaalik roseae. Sinar dorsal sirip dada ditunjukkan dalam warna oren, sinar ventral berwarna biru.

Para penyelidik memberi tumpuan kepada kedudukan relatif sinar kulit dan tulang sirip dada. Mereka menentukan bagaimana sinar ini terletak berhubung dengan tulang, menilai jumlah dan panjangnya.

Ternyata semakin dekat spesies tetrapod, semakin kurang sinar kulit di sirip dada. Apa yang lebih menarik lagi adalah bahawa sinar kulit dari bahagian dorsal (dorsal) dan ventral (ventral) dari sirip ini mempunyai panjang yang berbeza dan "ditumpangkan" pada sinar tulang hingga pelbagai darjah. Asimetri ini paling ketara di Tiktaalik, dan menurutnya, penulis menyarankan bahawa haiwan ini memiliki bentuk telapak tangan yang berfungsi, iaitu bahagian bawah sirip dada membawa banyak otot.

Mungkin, otot "telapak tangan" Tiktaalik membantunya untuk keluar dari dasar badan air cetek yang berlumpur, di mana dia seharusnya tinggal, dan bahkan melakukan pergerakan pendek di darat. Sebelum ini, asimetri sisi punggung dan ventral sirip berpasangan pada mereka yang belum melangkah ke darat dan tidak mempunyai jari tidak dikaji secara terperinci.

Ikan teleost bentik moden juga mempunyai perbezaan dalam susunan sinar dari sisi yang berbeza dari sirip dada. Ini penting kerana anggota badan mereka yang berada dekat dengan bahagian bawah mengalami tekanan yang serupa dengan anggota badan yang cuba berjalan di darat atau di perairan yang sangat cetek. Semua ikan seperti itu perlu dikeluarkan dari substrat yang keras, dan ini dapat dibantu oleh otot di bahagian ventral sirip. Penulis mengingatkan bahawa ini mesti diambil kira semasa mengkaji kemunculan vertebrata di darat; oleh itu, adalah salah untuk membatasi diri kita untuk mempertimbangkan hanya sinar tulang sirip tetrapodomorf.

Pada tahun 2016, Neil Shubin dan rakan sekerja menunjukkan bahawa gen yang sama bertanggungjawab untuk pembentukan sinar pada sirip teleost seperti pembentukan jari pada tetrapod. Mereka berhipotesis bahawa jari vertebrata terestrial terbentuk dari struktur yang sama dari mana sinar sirip muncul pada ikan. Kemudian eksperimen dijalankan ke atas ikan zebra yang hidup.

Disyorkan: