Die Entwicklung der ersten Tetrapoden

Es ist eines der ikonischen Bilder der Evolution: Vor ungefähr 400 Millionen Jahren, in den prähistorischen Nebeln der geologischen Zeit, kriecht ein mutiger Fisch mühsam aus dem Wasser und an Land, was die erste Welle einer Wirbeltierinvasion darstellt, die zu Dinosauriern, Säugetieren und Menschen führt Wesen. Logischerweise schulden wir dem ersten Tetrapoden (Griechisch für "vier Fuß") natürlich nicht mehr als wir tun Sie mit dem ersten Bakterium oder dem ersten Schwamm, aber etwas an diesem mutigen Tier zerrt immer noch an unserem Herzensstränge.

Wie so oft passt dieses romantische Bild nicht ganz zur evolutionären Realität. Vor 350 bis 400 Millionen Jahren verschiedene prähistorische Fische zu verschiedenen Zeiten aus dem Wasser gekrochen, was es fast unmöglich machte, den "direkten" Vorfahren moderner Wirbeltiere zu identifizieren. Tatsächlich hatten viele der berühmtesten frühen Tetrapoden sieben oder acht Ziffern am Ende jedes Gliedes und, weil moderne Tiere Halten Sie sich strikt an den Fünf-Zehen-Körperplan, das heißt, diese Tetrapoden stellten aus der Sicht von eine evolutionäre Sackgasse dar das

Die frühesten Tetrapoden entwickelten sich aus "Lappenflossen" -Fischen, die sich in wichtigen Punkten von "Rochenflossen" -Fischen unterschieden. Während Rochenfische heutzutage die häufigste Art von Fischen im Ozean sind, sind Lungenfische und die einzigen Lappenfische auf dem Planeten Lungenfische CoelacanthsLetztere sollen vor zig Millionen Jahren ausgestorben sein, bis 1938 ein lebendes Exemplar auftauchte. Die Bodenflossen von Lappenflossenfischen sind paarweise angeordnet und werden von inneren Knochen getragen - die notwendigen Bedingungen, damit sich diese Flossen zu primitiven Beinen entwickeln können. Lappenflossenfische der Devonian Periode war bereits in der Lage, Luft, wenn nötig, über "Spirakel" in ihren Schädeln zu atmen.

Experten unterscheiden sich hinsichtlich der Umweltbelastungen, die dazu führten, dass sich Lappenfische zu wandelnden, atmenden Tetrapoden entwickelten, aber nur zu einem Die Theorie besagt, dass die flachen Seen und Flüsse, in denen diese Fische lebten, Dürreperioden ausgesetzt waren, die Arten begünstigten, die trocken überleben konnten Bedingungen. Eine andere Theorie besagt, dass die frühesten Tetrapoden buchstäblich von größeren aus dem Wasser gejagt wurden Fisch - trockenes Land beherbergte eine Fülle von Insekten- und Pflanzenfutter und eine deutliche Abwesenheit von gefährlichen Raubtiere. Jeder Lappenfisch, der an Land stolperte, hätte sich in einem wahren Paradies befunden.

In evolutionärer Hinsicht ist es schwierig, zwischen den fortschrittlichsten Lappenflossenfischen und den primitivsten Tetrapoden zu unterscheiden. Drei wichtige Gattungen am Ende des Spektrums der Fische waren Eusthenopteron, Panderichthys und Osteolopis, die ihre gesamte Zeit im Wasser verbrachten und dennoch latente Tetrapodeneigenschaften aufwiesen. Bis vor kurzem stammten diese Tetrapoden-Vorfahren fast alle aus fossilen Lagerstätten im Nordatlantik, aber die Entdeckung von Gogonasus in Australien hat den Kibosh auf die Theorie gebracht, dass Landtiere ihren Ursprung in der nördlichen Hemisphäre haben.

Wissenschaftler waren sich einmal einig, dass die frühesten echten Tetrapoden vor etwa 385 bis 380 Millionen Jahren datiert wurden. Dies hat sich mit der jüngsten Entdeckung von Tetrapoden-Spuren in Polen vor 397 Millionen Jahren geändert, die den Evolutionskalender effektiv um 12 Millionen Jahre zurückstellen würden. Wenn dies bestätigt wird, wird diese Entdeckung zu einer Überarbeitung des evolutionären Konsenses führen.

Wie Sie sehen können, ist die Evolution der Tetrapoden alles andere als in Stein gemeißelt - Tetrapoden haben sich an verschiedenen Orten mehrfach entwickelt. Dennoch gibt es einige frühe Tetrapodenarten, die von Experten als mehr oder weniger endgültig angesehen werden. Das wichtigste davon ist Tiktaalik, von dem angenommen wird, dass es sich auf halbem Weg zwischen den tetrapodenartigen Lappenflossenfischen und den späteren echten Tetrapoden befindet. Tiktaalik wurde mit dem primitiven Äquivalent von Handgelenken gesegnet - was ihm möglicherweise geholfen hat, sich auf seinen stumpfen vorderen Flossen entlang der zu stützen Ränder flacher Seen - sowie ein echter Hals, der ihm bei seinen schnellen Ausflügen auf trockenes Land die dringend benötigte Flexibilität und Mobilität bietet.

Aufgrund seiner Mischung aus Tetrapoden- und Fischeigenschaften wird Tiktaalik oft als "Fischapod" bezeichnet. Ein Name, der manchmal auch für fortgeschrittene Lappenfische wie Eusthenopteron und Panderichthys verwendet wird. Ein weiterer wichtiger Fischapod war Ichthyostega, der etwa fünf Millionen Jahre nach Tiktaalik lebte und ähnlich respektable Größen erreichte - etwa fünf Fuß lang und 50 Pfund.

Bis zur jüngsten Entdeckung von Tiktaalik war der berühmteste aller frühen Tetrapoden Acanthostega, die vor etwa 365 Millionen Jahren datiert. Diese schlanke Kreatur hatte relativ gut entwickelte Gliedmaßen sowie solche "fischartigen" Merkmale wie eine seitliche sensorische Linie, die entlang der Länge ihres Körpers verläuft. Andere, ähnliche Tetrapoden dieser allgemeinen Zeit und dieses allgemeinen Ortes schlossen Hynerpeton, Tulerpeton und Ventastega ein.

Paläontologen glaubten einst, dass diese späten devonischen Tetrapoden einen erheblichen Teil ihrer Zeit auf trockenem Land verbrachten, aber jetzt sind sie es Es wurde angenommen, dass sie primär oder sogar vollständig aquatisch waren und ihre Beine und primitiven Atemgeräte nur dann verwendeten, wenn dies absolut der Fall war notwendig. Der wichtigste Befund bei diesen Tetrapoden war die Anzahl der Stellen an den Vorder- und Hintergliedern: zwischen 6 und 8, a starker Hinweis darauf, dass sie nicht die Vorfahren späterer Tetrapoden mit fünf Zehen und ihrer Säugetiere, Vögel und Reptilien gewesen sein konnten Nachkommenschaft.

Es gibt eine 20 Millionen Jahre lange Zeitspanne am Anfang Karbon Zeitraum, in dem nur sehr wenige Wirbeltierfossilien gefunden wurden. Bekannt als Romer's Gap, wurde diese leere Periode im Fossilienbestand zur Unterstützung verwendet Kreationist Zweifel an der Evolutionstheorie, aber es ist leicht zu erklären, dass sich Fossilien nur unter ganz besonderen Bedingungen bilden. Romers Lücke wirkt sich besonders auf unser Wissen über die Evolution der Tetrapoden aus, denn wenn wir die Geschichte 20 Millionen Jahre später aufgreifen (ungefähr 340 Millionen) vor Jahren) gibt es eine Fülle von Tetrapodenarten, die in verschiedene Familien eingeteilt werden können, von denen einige sehr nahe daran sind, echte Amphibien zu sein.

Unter den bemerkenswerten Tetrapoden nach der Lücke befindet sich die winzige Casineria, die fünf Zehenfüße hatte; das aalähnliche Greererpeton, das sich möglicherweise bereits von seinen eher landorientierten Tetrapoden-Vorfahren "entwickelt" hat; und der salamanderartige Eucritta melanolimnetes, sonst bekannt als "die Kreatur aus der Schwarzen Lagune" aus Schottland. Die Vielfalt späterer Tetrapoden ist ein Beweis dafür, dass während Romers Lücke evolutionär viel passiert sein muss.

Glücklicherweise konnten wir in den letzten Jahren einige der Lücken von Romer's Gap füllen. Das Skelett von Pederpes wurde 1971 entdeckt und drei Jahrzehnte später durch weitere Untersuchungen der Tetrapoden-Expertin Jennifer Clack auf die Mitte von Romers Lücke datiert. Bezeichnenderweise hatte Pederpes nach vorne gerichtete Füße mit fünf Zehen und einem schmalen Schädel, wie sie bei späteren Amphibien, Reptilien und Säugetieren zu beobachten waren. Eine ähnliche Art, die während Romer's Gap aktiv war, war die Whatcheeria mit großem Schwanz, die die meiste Zeit im Wasser verbracht zu haben scheint.