07/02/2023


ปลาที่ตายแล้วหายใจเอาชีวิตใหม่สู่ต้นกำเนิดวิวัฒนาการของครีบและแขนขา

การฟื้นฟูซากดึกดำบรรพ์ Tujiaaspis Vivitus เครดิต: Qiuyang Zheng

ซากดึกดำบรรพ์ในจีนซึ่งขุดพบในหินอายุราว 436 ล้านปี ได้เปิดเผยเป็นครั้งแรกว่ากาลีสปิดลึกลับซึ่งเป็นปลาน้ำจืดที่ไม่มีกรามมีครีบคู่

การค้นพบโดยทีมงานนานาชาติ นำโดย Min Zhu จาก Institute of Vertebrate Paleontology and Paleoanthropology, Bejiing และ Professor Philip Donoghue จาก School of Earth Sciences แห่ง University of Bristol แสดงให้เห็นถึงสภาพดั้งเดิมของครีบคู่ก่อนที่จะแยกออกเป็นครีบอกและกระดูกเชิงกราน ครีบบรรพบุรุษของแขนและขา

จนถึงขณะนี้ ซากดึกดำบรรพ์ของกาลีสปิดที่เหลืออยู่เพียงหัวเดียวเท่านั้น แต่ฟอสซิลใหม่เหล่านี้มีต้นกำเนิดในหินของมณฑลหูหนานและฉงชิ่ง และตั้งชื่อ Tujiaaspis ตามชื่อชนเผ่าพื้นเมือง Tujia ที่อาศัยอยู่ในภูมิภาคนี้

มีทฤษฎีมากมายเกี่ยวกับการเริ่มต้นวิวัฒนาการของครีบและแขนขาของสัตว์มีกระดูกสันหลัง—สารตั้งต้นวิวัฒนาการของแขนและขา—ส่วนใหญ่อิงจากตัวอ่อนเปรียบเทียบ มีบันทึกซากดึกดำบรรพ์มากมาย แต่สัตว์มีกระดูกสันหลังในยุคแรก ๆ มีครีบหรือไม่มี มีหลักฐานเพียงเล็กน้อยสำหรับวิวัฒนาการทีละน้อยของพวกเขา






tujiaaspis ที่มีชีวิตชีวา เครดิต: IVPP / Chinese Academy of Sciences

ผู้เขียนคนแรก Zhikun Gai ศิษย์เก่าจากมหาวิทยาลัยบริสตอล กล่าวว่า “กายวิภาคของกาลีสปิดเป็นสิ่งที่ลึกลับตั้งแต่ถูกค้นพบครั้งแรกเมื่อกว่าครึ่งศตวรรษก่อน ฟอสซิลนับหมื่นเป็นที่รู้จักจากประเทศจีนและเวียดนาม แต่เกือบ พวกเขาทั้งหมดเป็นเพียงศีรษะ—ยังไม่มีใครรู้เกี่ยวกับส่วนที่เหลือของร่างกายของพวกเขา—จนถึงขณะนี้

“ฟอสซิลใหม่นี้งดงามมาก รักษาทั้งตัวเป็นครั้งแรก และเผยให้เห็นว่าสัตว์เหล่านี้มีครีบคู่ที่ยื่นออกมาอย่างต่อเนื่องตลอดทางตั้งแต่ด้านหลังศีรษะจนถึงปลายหาง นับเป็นเรื่องน่าประหลาดใจอย่างยิ่งตั้งแต่ คิดว่ากาลีสปิดไม่มีครีบคู่กัน”

ปลาที่ตายแล้วหายใจเอาชีวิตใหม่สู่ต้นกำเนิดวิวัฒนาการของครีบและแขนขา

ตัวอย่างโฮโลไทป์ของฟอสซิล Tujiaaspis Vivius จากหินอายุ 436 ล้านปีของมณฑลหูหนานและฉงชิ่ง ประเทศจีน เครดิต: Zhikun Gai

ศาสตราจารย์ Donoghue ผู้เขียนที่เกี่ยวข้องกล่าวว่า “Tujiaaspis ทำให้ชีวิตใหม่เป็นสมมติฐานเก่าแก่กว่าศตวรรษสำหรับวิวัฒนาการของครีบคู่ผ่านความแตกต่างของครีบอก (แขน) และกระดูกเชิงกราน (ขา) ในช่วงเวลาวิวัฒนาการจากสารตั้งต้นของครีบหัวจรดหางอย่างต่อเนื่อง

“สมมติฐาน ‘fin-fold’ นี้ได้รับความนิยมอย่างมาก แต่ก็ยังขาดหลักฐานสนับสนุนใด ๆ จนถึงขณะนี้ การค้นพบ Tujiaaspis ได้รื้อฟื้นสมมติฐานแบบพับครีบและประนีประนอมกับข้อมูลร่วมสมัยเกี่ยวกับการควบคุมทางพันธุกรรมเกี่ยวกับการพัฒนาของครีบในสิ่งมีชีวิต สัตว์มีกระดูกสันหลัง”

ปลาที่ตายแล้วหายใจเอาชีวิตใหม่สู่ต้นกำเนิดวิวัฒนาการของครีบและแขนขา

การจำลองการไหลของของไหลโดยใช้คอมพิวเตอร์คำนวณผ่านแบบจำลองดิจิทัลของ Tujiaaspis Vivius ซึ่งดูจากด้านล่าง เครดิต: Zhikun Gai

ผู้เขียนที่เกี่ยวข้อง Min Zhu จาก VPP กรุงปักกิ่งกล่าวเสริมว่า “Tujiaaspis แสดงให้เห็นถึงสภาพดั้งเดิมของครีบคู่ที่มีวิวัฒนาการครั้งแรก กลุ่มต่อมาเช่น osteostracan ที่ไม่มีขากรรไกรแสดงหลักฐานแรกสำหรับการแยกครีบครีบอกของกล้ามเนื้อโดยการรักษาครีบกระดูกเชิงกรานที่ยาวลงไป ครีบกล้ามเนื้อสั้นในสัตว์มีกระดูกสันหลังกราม เช่น เป็นกลุ่ม เช่น ปลาฉลาม และปลาฉลาม อย่างไรก็ตาม เราสามารถเห็นร่องรอยของครีบที่ยาวได้ในตัวอ่อนของปลาที่มีกรามที่มีชีวิตซึ่งสามารถทดลองทดลองเพื่อขยายพันธุ์ได้ คำถามสำคัญคือ ทำไมจึงเป็นเช่นนั้น ครีบแรกวิวัฒนาการด้วยวิธีนี้?”

Dr. Humberto Ferron ของ Bristol ใช้แนวทางวิศวกรรมคอมพิวเตอร์เพื่อจำลองพฤติกรรมของแบบจำลองของ Tujiaaspis โดยมีครีบคู่และไม่มีครีบ ผู้เขียนร่วมกล่าวว่า “ครีบคู่ของ Tujiaaspis ทำหน้าที่เป็น hydrofoils สร้างแรงยกให้กับปลาโดยไม่มีกล้ามเนื้อจากครีบเอง ครีบด้านข้างของ Tujiaaspis ช่วยให้ว่ายน้ำได้อย่างมีประสิทธิภาพมากขึ้น”

ปลาที่ตายแล้วหายใจเอาชีวิตใหม่สู่ต้นกำเนิดวิวัฒนาการของครีบและแขนขา

การจำลองการไหลของของไหลโดยใช้คอมพิวเตอร์คำนวณบนแบบจำลองดิจิทัลของ Tujiaaspis Vivius เมื่อมองจากด้านบน เครดิต: Zhikun Gai

ผู้เขียนร่วม Dr. Joseph Keating จาก Bristol ได้จำลองวิวัฒนาการของครีบคู่ เขากล่าวว่า “ฟอสซิลสัตว์มีกระดูกสันหลังที่ไม่มีกรามแสดงประเภทครีบที่เวียนหัว ซึ่งทำให้เกิดการถกเถียงอย่างกว้างขวางเกี่ยวกับวิวัฒนาการของครีบคู่

“การวิเคราะห์ใหม่ของเราชี้ให้เห็นว่าบรรพบุรุษของสัตว์มีกระดูกสันหลังที่มีขากรรไกรน่าจะมีครีบคู่ ซึ่งแยกออกเป็นบริเวณหน้าอกและอุ้งเชิงกราน ในที่สุด ครีบดึกดำบรรพ์เหล่านี้ก็พัฒนากล้ามเนื้อและส่วนรองรับของโครงกระดูก ซึ่งทำให้บรรพบุรุษที่เป็นปลาของเราสามารถบังคับทิศทางการว่ายน้ำได้ดีขึ้น การขับเคลื่อน เป็นเรื่องมหัศจรรย์ที่คิดว่านวัตกรรมเชิงวิวัฒนาการที่เห็นใน Tujiaaspis นั้นสนับสนุนการเคลื่อนไหวในสัตว์ต่างๆ เช่น นก ปลาวาฬ ค้างคาว และมนุษย์”

  • ฟอสซิลของปลาสร้างชีวิตใหม่ให้กับสมมติฐานวิวัฒนาการของครีบและแขนขา

    การสร้าง 3D ของ Tujiaaspis Vivius เครดิต: YANG Dinghua

  • ฟอสซิลของปลาสร้างชีวิตใหม่ให้กับสมมติฐานวิวัฒนาการของครีบและแขนขา

    ตัวอย่างโฮโลไทป์และภาพวาด Tujiaaspis Vivitus จากหินอายุ 436 ล้านปีของ Chongqing ประเทศจีน เครดิต: Gai, et al.

งานวิจัยของทีมเผยแพร่ใน ธรรมชาติ.


บรรพบุรุษไร้คางที่เปื้อนโคลนมีการเคลื่อนไหวทั้งหมด


ข้อมูลมากกว่านี้:
Zhikun Gai et al, กายวิภาคศาสตร์ Galeaspid และต้นกำเนิดของอวัยวะคู่ที่มีกระดูกสันหลัง ธรรมชาติ (2022). ดอย: 10.1038/s41586-022-04897-6 www.nature.com/articles/s41586-022-04897-6

ให้บริการโดยมหาวิทยาลัยบริสตอล

การอ้างอิง: ปลาที่ตายแล้วเติมชีวิตใหม่ให้กับต้นกำเนิดวิวัฒนาการของครีบและแขนขา (2022, 28 กันยายน) ดึงข้อมูล 28 กันยายน 2565 จาก https://phys.org/news/2022-09-dead-fish-life-evolutionary-fins.html

เอกสารนี้อยู่ภายใต้ลิขสิทธิ์ นอกเหนือจากข้อตกลงที่เป็นธรรมเพื่อการศึกษาหรือการวิจัยส่วนตัวแล้ว ห้ามทำซ้ำส่วนหนึ่งส่วนใดโดยไม่ได้รับอนุญาตเป็นลายลักษณ์อักษร เนื้อหานี้จัดทำขึ้นเพื่อวัตถุประสงค์ในการให้ข้อมูลเท่านั้น





Source link

Leave a Reply

Your email address will not be published. Required fields are marked *

75 - 9 =

Site content is protected.