Az első állatok egyike, ami kiment a szárazföldre, majd visszafordult

A Qikiqtania wakei, egy újonnan felfedezett Tetrapoda

Ezek az állatok korai négylábúak (Tetrapoda) voltak, ami egy olyan leszármazási vonal, amely sok ezer fajra terjedt ki, beleértve a kétéltűeket, madarakat, gyíkokat és emlősöket. Az emberi lények is e korai tetrapodák leszármazottai, és osztozunk a vízről a szárazföldre való átmenetük örökségében. De mi történt volna, ha ezek az állatok visszafordultak volna, mielőtt kimerészkedtek volna a partokra? Vagy épp úgy döntenek, hogy újra inkább a nyíltabb vizeken élnek? Egy új kövület arra utal, hogy egy hal valójában ezt tette.

Hegyes fogazatú állkapocstöredékeket találtak

Ellentétben azokkal a lényekkel, amelyek esetleg bizonyos időnként kimerészkedtek a szárazföldre, ennek az újonnan felfedezett állatnak kifejezetten úszásra szolgáló uszonyai voltak. 2020 márciusában a Chicagói Egyetem kutatói egy olyan kövület feldolgozásán dolgoztak, amelyet még 2004-ben gyűjtöttek egy kanadai sarkvidéki expedíció során.

Az itt beágyazódott szikla felszínéről körülbelül öt centiméter hosszú, hegyes fogazatú állkapocstöredékeket találtak, aminek fehér, dudoros textúrájú pikkelyei voltak.

A Qikiqtania wakei, egy újonnan felfedezett Tetrapoda Forrás: Alex Boersma/CC BY-ND

Az anatómia finom utalásokat adott nekünk arra, hogy a kövület egy korai tetrapoda lehetett

– mondta Thomas Stewart, a Penn State biológia adjunktusa a ScienceAlert online tudományos portálnak. – De szerettünk volna rendesen belelátni a szikla belsejébe.

A szakemberek ezért a komputertomográfiának nevezett technológiát alkalmazták, amely röntgenfelvételeket készít a mintán keresztül, hogy a tudósok megkereshessék mindazt, ami rejtőzhet benne, vagy épp attól kívül esik.

A szikladarabot március 13-án vizsgálták át, amelynek tetején néhány pikkely volt,

és felfedezték, hogy egy teljes uszony van benne. Leesett az álluk. Néhány nappal később a labor és a campus bezárt a COVID miatt.

Az uszony titka csak később derült ki

A kutatók úgy vélik, hogy egy ilyen uszony rendkívül értékesnek számít. Nyomokat adhat például ahhoz, hogy a korai négylábúak vajon hogyan fejlődtek ki, és hogyan élhettek több száz millió évvel ezelőtt. A csontváz bizonyos csontjainak alakja alapján a szakemberek például előrejelzéseket tehetnek arról, hogy egy adott állat úszott vagy sétált-e.

Bár az uszony első vizsgálata ígéretes eredményekkel zárult, nagy felbontásban kellett látnunk a csontvázat

– magyarázta Thomas Stewart. – Amint visszaengedtek minket az egyetemre, az intézmény geofizikai tudományok tanszékének professzora segített nekünk egy kőfűrésszel megbontani a tömböket.

Hozzátette: ez lehetővé tette a komputertomográfia hatékonyabb elvégzését és közelebbi rálátást kínált a bordára.

Amikor a kép kitisztult és a tudósok befejezték az állkapcsokra, pikkelyekre és uszonyokra vonatkozó adatok elemzését; rájöttek, hogy egy új abszolút állatfajról van szó.

Kiderült, hogy az egyik legközelebbi ismert rokona a végtagokkal rendelkező gerinceseknek, az ujjakkal és lábujjakkal is rendelkező lényeknek.

Elnevezték Qikiqtania wakei-nek: a nemzetség neve „kick-kiq-tani-ahh"-nak kiejtve az inuktitut „Qikiqtaaluk" vagy „Qikiqtani" szavakra utal, amely a tradicionális neve annak a helynek, ahol a kövületet megtalálták.

Úgy vélik, sok százmillió évvel ezelőtt, amikor a most vizsgált hal élt, a meleg környezetet folyók és patakok tarkították.

A faj neve a néhai David Wake tudós és mentor előtt is tiszteleg, aki számos szakembert inspirált az evolúciós és fejlődésbiológia területén.

Agyaraival ragadta meg a zsákmányát

A Qikiqtania wakei sokat elárul a nemzetsége történetének egy kritikus időszakáról. is Pikkelyei például egyértelműen elárulták a kutatóknak, hogy a víz alatt élt. Emellett érzékszervi csatornákat is felfedeztek a testén, amelyek bizonyára

lehetővé tették az állat számára, hogy észlelje a víz áramlását a teste körül.

Állkapcsai pedig arról árulkodnak, hogy ragadozóként keresett táplálékot, talán harapott és fogaival ragadta meg a zsákmányát, de képes volt szívó mozdulattal is behúzni a táplálékot a szájába.

A tudósok szerint azonban a Qikiqtania wakei mellúszója a leginkább meglepő: felkarcsonttal is rendelkezett, akárcsak a mi felkarunk. Ám a Qikiqtania-t igen sajátos alakkal áldotta meg az evolúció.

Thomas Stewart, ahogy a kezében tartja a Qikiqtania wakei fosszíliáit Forrás: Stephanie Sang/CC BY-ND

A korai tetrapodáknak, mint például a Tiktaalik-nak olyan felkarja volt, amelynek alsó oldalán kiemelkedő csontos rész található, és jellegzetes dudorok vannak ott, ahol az izmok tapadnak

– mutatott rá Thomas Stewart. – Ezek a csontos dudorok arról árulkodnak, hogy a korai tetrapodák tavak és patakok fenekén éltek, és uszonyaikat vagy karjukat használták feltámaszkodásra, először a víz alatt, majd a szárazföldön.

A Tiktaalik az izmosúszójú halak egy kihalt neme, amely a késő devon időszakban élt. A Qikiqtania felkarcsontja azonban más: hiányoznak belőle a jellegzetes taréjok, dudorok. A felkarcsontja ehelyett vékony és bumeráng alakú, az uszony többi része pedig nagy és lapátszerű. Ez az uszony a tudósok szerint egyértelműen az úszáshoz kapcsolódhatott.

A kövület sok okból különleges

Míg más, korai tetrapodák a vízparton éltek és lassanként elsajátították, hogy mit kínál számukra a szárazföldi lét, a Qikiqtania valami egészen mást csinált. A felkarcsontja ugyanis egyáltalán nem hasonlít a tudomány által eddig ismertekhez.

Ez azt mutathatja, hogy Qikiqtania a víz partjáról egyszerűen visszafordult, és újra a felszínen és a nyílt vízben élt tovább

– hangsúlyozta Thomas Stewart. – Az evolúció nem egyszerű, lineáris folyamat; bár úgy tűnhet, hogy a korai tetrapodák elkerülhetetlenül a szárazföldi élet irányába mozdultak, ám a Qikiqtania esete pontosan megmutatja ennek az elméletnek a korlátait.

Hozzátette: az evolúció olyan folyamatok összetett halmaza, amelyek együttesen hozzák létre az „élet kusza fáját", ahol új fajok jönnek létre és diverzifikálódnak, ám az ágak tetszőleges számú irányban indulhatnak el.

Ez a kövület sok okból különlegesnek számít a tudomány számára

– emelte ki a tudós. – Nem csak az a csoda, hogy a hal több száz millió évig megőrződött az Északi-sarkvidék kőzetében, hanem az is, hogy feltűnően teljes az anatómiája.

Ezenkívül először nyújt bepillantást a halak szélesebb változatosságába és életmódjába a víz-szárazföld közötti átmenet során. Segíthet a kutatóknak többet látni, mint egy eseménysort, és megérteni az evolúció lenyűgöző, bár gyakran zavaros folyamatát.