En 380 millioner år gammel fossil af en fisk har afsløret, at fingre udviklede sig i hvirveldyr, før væsnerne krøllede sig ud af havet og udviklede sig til landboende væsener, som en ny undersøgelse beskriver.
Fossilet af den 5,1 fod lange (1,6 meter) fisk, kendt under det videnskabelige navn Elpistostege watsoni, antyder, at menneskelige hænder sandsynligvis udviklede sig fra finnerne af denne fisk, sagde undersøgelseslederforskeren Richard Cloutier, professor i evolutionær biologi ved University of Quebec i Rimouski.
Fossilet "klargør spørgsmålet om overgangen mellem fisk og firbenede dyr", kendt som tetrapods, fortalte Cloutier til Live Science i en e-mail. "Det er første gang, at cifre, som det ses i tetrapods, findes i en fin dækket af vægte og finnestråler, som det ses i fisk."
En fossil at huske
Opdagelsen af fossilet i Miguasha National Park i Quebec tog et helt hold. To turister fandt forskellige stykker af halen, og Benoît Cantin, en Miguasha-parkmand-naturforsker, fandt størstedelen af fossilet på stranden, som han udgravede med Michel Haché og Philippe Duranleau Gagnon, begge naturalistguider i parken.
Denne gruppe af naturforskere afslørede "den længste fossil, der nogensinde er fundet i Escuminac-formationen, mindre end 200 meter bag museet," sagde Cloutier. Denne fossil var en præmie: Selvom den blev brudt op i 22 stenplader, viste den det mest komplette eksemplar af E. watsoni til dato.
Når først halestykkerne, som turisterne fandt, blev tilføjet, ”var det det sidste stykke i puslespillet, der afsluttede vores unikke 1,57 meter lange eksemplar af Elpistostege, den eneste komplette elpistostegalske eller tetrapod-lignende fisk, der er kendt på Jorden, ”sagde Cloutier.
Andre elpistostegalske fisk inkluderer tiktaalik, kun kendt fra ufuldstændige fossile prøver i det canadiske arktiske område.
Fossil fiskegalleri
Fisk verden
Hvornår E. watsoni levede, for omkring 380 millioner år siden, i Devon-perioden, regerede fiskene verden. Det ville gå yderligere 150 millioner år, før dinosaurier blev til.
E. watsoni boede i et stort flodmunding langs den sydlige kyst af Euramerica, et gammelt kontinent, der omfattede dagens Nordamerika og en del af Europa. På det tidspunkt var Euramerica lidt syd for ækvator, så E. watsoni nød et varmt klima.
På land var der 33 fod høje (10 m) trælignende bregner samt mindre planter. Men der var ikke nogen hvirveldyr eller dyr med rygrad. I stedet var der hvirvelløse dyr, såsom skorpioner og tusinder, sagde Cloutier. De eneste hvirveldyr, ligesom de skarpe fangede E. watsoni, var i havet.
"Enestående fossil"
Forskerne analyserede fiskene via en højenergi-CT (computertomografi) -scanning på University of Texas i Austin, sagde Cloutier. Dette gav teamet, der er sammensat af forskere fra University of Quebec i Rimouski og Flinders University i Australien, et digitalt billede af det fossil, som de kunne rotere, forstørre og studere.
Fiskens forfinner, kendt som brystfinner, fik øjeblikkeligt forskernes opmærksomhed. Disse finner havde forløbere for hvirveldyrets fingre og arme, inklusive humerus (arm), radius og ulna (underarm), rækker med karpus (håndled) og falanger organiseret i cifre (fingre), sagde forskerne. Det er disse sidste, distale knogler, som forskerne beskrev i den nye undersøgelse, der blev offentliggjort online onsdag (18. marts) i tidsskriftet Nature.
"Dette er første gang, at vi utvetydigt har opdaget fingre, der er låst i en finn med finnestråler i en hvilken som helst kendt fisk," siger en seniorforfatter John Long, professor i paleontologi ved Flinders University, i en erklæring. "De artikulerende cifre i finnen er som fingerbenene, der findes i hænderne på de fleste dyr."
Små rækker med knogler i brystfinnen, som forskerne identificerede som cifre, "viser, at den grundlæggende plan for hvirveldyrets hånd (inklusive vores egen hånd!) Skal have sin oprindelse i finnerne til avancerede, lobede finnefisk tilbage i starten af den sene Devon for mere end 380.000.000 år siden, ”sagde Cloutier.
Imidlertid gik denne fisk sandsynligvis ikke på dens finner. Der er for mange små knogler der, hvilket betyder, at fiskene havde en masse fleksibilitet i "finger" -regionen, men disse fingre var ikke optimale til at bære vægt på land. "Højst sandsynlig, Elpistostege svømte, men det kunne have stået på dens brystfinner på bunden af lavvandet flodmunding og fluvialt vand, ”sagde Cloutier.
Fiskens overarmsben eller humerus viser også træk, der deles med tidlige padder. Dog "Elpistostege er ikke nødvendigvis vores stamfar, men det er tættest på, at vi kan komme en ægte 'overgangsfossil', et mellemprodukt mellem fisk og tetrapods, "sagde Long.
Cloutier bemærkede, at to af fiskens fingre har to phalanges hver og tre har en phalange hver, i modsætning til mennesker, der har to eller tre phalanges per finger. Imidlertid har ikke hvert hvirveldyr fem fingre som denne fisk og mennesker.
"Tidlige tetrapods havde mellem seks og otte fingre," sagde Cloutier.
Efter E. watsoni levede, mistede stråler og vægte i pectoral vedhængene, da tetrapods udviklede sig yderligere og til sidst fik det til at lande. Stadig, alle tetrapods deler det samme grundlæggende mønster af cifre, der findes i E. watsoni, Sagde Cloutier.
"Denne opdagelse og forskning giver en bedre forståelse af en af de mest betydningsfulde begivenheder i udviklingen af hvirveldyr: oprindelsen af tetrapods overgangen mellem akvatiske fisk og terrestriske tetrapods," sagde Cloutier.
