Geschichte

Urzeitliche Fische flatterten an Land herum, aber so ließen sie das Schwimmen schließlich zum Gehen fallen

2024

Tetrapoden (und Wirbeltiere, die auf vier Beinen begannen, aber schließlich auf zwei standen, einschließlich uns) gibt es, weil irgendwann Fische aus dem Wasser kriechen. Die Frage ist, wann wurden diese Fische zu echten Tetrapoden?

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Alle Wirbeltiere, die jetzt an Land gehen, flatterten vor Hunderten von Millionen Jahren mit ihren Flossen am Ufer herum. Das bedeutet immer noch nicht, dass sie einfach aus dem Wasser aufgetaucht sind und angefangen haben, mit echten Füßen an Land herumzulaufen. Es wird angenommen, dass die ersten Fische außerhalb des Wassers beim Gehen ziemlich ungeschickt waren – oder zumindest beim Versuch zu gehen. Etwas in ihrem Körper hat sich entwickelt, um sie zu besseren Wanderern als Schwimmern zu machen, und jetzt hat eine neue Studie von Harvard-Biologen herausgefunden, was es war haben Tetrapoden dazu gebracht, an Land zu kriechen .

Der Humerus ist ein Knochen, der in allen Tetrapoden vorkommt, auch in solchen, die jetzt zweibeinig sind, wie wir es sind. Abgesehen davon, dass es viel zu viele Wortspiele gibt, verbindet sich dieser lange Knochen im Oberarm mit dem Unterarm am Ellbogen und ist von Muskeln umgeben, die die Belastung durch die Fortbewegung auf vier Beinen absorbieren. Es war auch der entscheidende Faktor, dessen Entwicklung im Laufe der Zeit bestimmte, wann ehemals aquatische Tetrapoden effizienter herumlaufen als schwimmen konnten.

Evolutionäre Veränderungen der Form des Humerus werden von Ökologie und Phylogenie getrieben und sind mit funktionellen Kompromissen in Bezug auf die Bewegungsleistung verbunden. sagte der Biologe und Doktorand Blake Dickson , der eine Studie leitete, die kürzlich in . veröffentlicht wurde Natur . Für Wasserfische und terrestrische Kronentetrapoden werden zwei divergente adaptive Landschaften gefunden, die jeweils durch eine andere Kombination funktionaler Spezialisierungen definiert sind.

Versteinerte Humeri sind eine Art Zeitkapsel. Die Analyse von Humerusfossilien von verschiedenen Proto-Tetrapoden ermöglichte es Dickson und seinem Team, zu sehen, wie sich dieser Knochen im Laufe der Zeit veränderte, und herauszufinden, wann er idealer zum Gehen als zum Schwimmen wurde. Früher untersuchte Humeri von Kreaturen, die während der Devon-Zeit lebten, haben gezeigt, dass die Fähigkeit des Humerus, sie hochzuhalten, damit sie zumindest versuchen konnten, zu gehen, begann, wenn sie hatte noch Flossen . Es erschien nicht nur, als sie ums Überleben an Land kämpften. Da bestimmte Arten an Land immer geschickter wurden, veränderten die Humeri in ihren Flossen ihre Form, wenn diese Flossen zu Füßen wurden.

Während sich die ersten Dinge, die zu Tetrapoden wurden, vor etwa 390 Millionen Jahren aus dem Wasser wagten, war es die Evolution dieser Knochen, die verschenkten, als sie sich tatsächlich in Tetrapoden verwandelten. Humeri aus verschiedenen Übergangsstadien, die auf einem Supercomputer untersucht wurden, zeigten allmähliche Veränderungen, die sich auf die Fortbewegung auswirkten.

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Der Humerus der ausgestorbenen Fische Eusthenopteron , die mit den Tetrapoden eng verwandt ist, aber selbst keine war, sah aus wie eine Liebe mit einem Vorsprung am Boden. Eusthenopteron hatte starke Flossen, die die Vorläufer der Laufmaschinen waren. Übergangs-Tetrapoden, die immer noch herumflatterten, sich aber zwischen Wasser und Land bewegten, hatten einen L-förmigen Humerus, der als Wendepunkt gilt, als die Fische anfingen zu laufen. Acanthostega ist ein Beispiel, das von Dicksons Team untersucht wurde. Diese Sumpfkreatur ähnelte eher einem Salamander als einem Fisch, aber sie hatte kein starkes Rückgrat oder keine Rippen, um an Land zu bleiben, und ihr Humerus hatte sich nicht daran angepasst, genug Gewicht zu tragen, um viel laufen zu können.

Stammtetrapoden haben möglicherweise in den Anfangsstadien der Landerkundung Übergangsgangarten verwendet, die durch den gegensätzlichen selektiven Druck ihrer amphibischen Lebensweise stabilisiert wurden. Dickson sagte . Eine effektive gliedmaßenbasierte Fortbewegung kam erst durch den Verlust des angestammten „L-förmigen“ Humerus zustande.

Der L-förmige Humerus von Acanthostega und Lebensformen wie es sich weiter veränderten. Es wurde länger und nahm eine etwas verdrehte Form an, die den Landtieren mehr Kraft gab, sich auf vier Beinen fortzubewegen, und das Aussehen dieser Humerusmorphologie gibt eine ungefähre Vorstellung davon, wann wandernde Fische zu Landwanderern wurden. Frühe Tetrapoden Ophiacodon war ein Beispiel, das den Forschern dies bewies. Dieser Fleischfresser war ein Dinosaurier-Vorfahr, der vor etwa 295 Millionen Jahren an Land lebte und jagte.

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Natürlich muss man etwas aufgeben, wenn man sich für das Leben in einer ganz anderen Umgebung weiterentwickeln möchte. Denken Sie daran, wenn Sie jemals Aquaman sein wollten.