Neverjetno: Znanstveniki vzgajajo ribe, ki hodijo iz vode

Vemo, da so pred stotimi milijoni let ribe zapustile vode in se sčasoma razvile v kopenske živali. Kaj pa, če bi se to lahko zgodilo danes? Očitno ni nemogoče. Skupina raziskovalcev z univerze McGiil v Kanadi razvija vrsto rib, ki lahko preživijo zunaj vode in prosto plavajo.

Znanstvena revija Nature je nedavno objavila študijo, v kateri je obravnavana skupina dinozavrovih jegulj ( Polypterus senegalus ), ki so jih v zadnjih osmih mesecih redili "v zemlji". Ta vrsta jegulje običajno živi v vodi, vendar ima pljuča, ki dihajo na zraku (pa tudi škrle) in lahko "hodi" - če se na ta način upoštevajo majhni koraki in zdrsi - zaradi česar je popolna riba za preučevanje.

Ideja je ta, da znanstveniki z razumevanjem, kako je jegulja dinozavra začela hoditi, lažje razumejo, kako so ribe prednikov naredile svoje prve korake na zemlji pred milijoni let.

"Včasih sem gledala njihove plavute in način, kako se premikajo in razmišljajo. Je tako zanimiva in zapletena, " pravi Emily Standen, evolucijska raziskovalka biomehanike in vodilna raziskovalka Nature. „Nato sem si mislil: vau! Kako to gre od plavutke do nečesa, kar lahko deluje na terenu? Tako se je začel ta projekt ”.

Riba, ki hodi

Da bi natančno ugotovili, kaj se je zgodilo, ko so se prve vodne živali preselile na kopno, sta Standen in njegovi spremljevalci uporabili 111 mladih Polypterus senegalus in jih osem mesecev vzgajali v kopenskem okolju. Sestavljena je bila z prodnatim dnom in le tri milimetre vode - previdnost, da ribe ne bi dehidrirale.

Znanstveniki so oblikovali tudi kontrolno skupino z 38 ribami, vzrejenimi v njihovem naravnem vodnem okolju. "Te ribe imajo funkcionalna pljuča in lahko dihajo zrak, " razlaga Standen. Jegulje dinozavra imajo tudi škrbe, vendar po površini redno dihajo, da povečajo zaloge zraka. Občasno uporabljajo plavuti, da hodijo po tleh.

"Obstajajo empirični dokazi, da se jegulje dinozavrov selijo iz enega efermeralnega jezera v drugega [ko dehidrirajo], " je dejal Standen, "vendar tega ne storijo prostovoljno." Kljub temu je to dejstvo več kot dovolj za poskus. vzgajati te mlade ribe na zemlji.

»Po osmih mesecih študija smo uporabili hitri video za analizo gibov živali. Ta del analize je bil zaradi časovne stiske opravljen z 20 kopenskimi in 10 vodnimi ribami. Znanstveniki so ubili tudi enega iz vsake skupine, da bi ugotovili, kako je postopek vplival na njihova okostja. Dokazano je, da življenje na kopnem resnično spreminja način hoje rib.

"Ribe v tleh lahko bolje hodijo s plavutmi, " je potrdil Standen. "Noge postavijo blizu srednje črte, dvignejo glavo višje in drsijo manj med hojo." Razen tega so tisti, vzgojeni na kopnem, na splošno bolj dosledni v svoji hoji kot njihovi kolegi. Vendar se vedenje ni edino, kar se je spremenilo.

Na primer, "kosti ramenskega pasu jegulje - tiste, ki podpirajo plavuti - so spremenile obliko in njihove ovratnice so postale daljše", je dejal raziskovalec. Večina sprememb, ki so se zgodile, je dala več prostora za premikanje glave in plavuti.

"To je pomembna sprememba, saj če razmišljate o prizemnem življenjskem slogu, potrebujete vrat v tleh, saj ste obtičali v tem položaju in potrebujete več gibanja glave ne glede na telo."

Ribe, ki so pregnale morje

Pomembno je poudariti, da lahko eksperimentalna narava te študije omeji nekatere zaključke, do katerih lahko pridejo raziskovalci. Na primer, jegulja dinozavra ni neposredno povezana s prvimi vrstami rib, ki so kdaj hodile po tleh, na primer evstenopteron.

"Nimamo prednika rib, ki bi nas zanimale, " je pojasnil Standen. Namesto tega so znanstveniki sledili najboljši možnosti: izbrali so vrsto, ki je fizično podobna fosilom tega obdobja. "[Jegulja dinozavra] je odličen model, saj je dolg, ima obsežen oklep in bočni ramenski pas, kar pomeni, da so poleg njega, poleg ribjih trebuščkov."

Kljub omejitvam je Standen izjavil, da je vznemirljivo eksperimentirati z živimi živalmi, da bi sklepali o tem, kaj se je lahko zgodilo z drugimi fizično podobnimi vrstami v velikem obsegu evolucijskega prehoda.

„Zdi se zelo jasno, da so spremembe, ki jih povzroča okolje, olajšale prehod z rib na tla. Na ta način je na te spremembe vplival selektivni pritisk in ti so se v genomu fiksirali v daljšem časovnem obdobju. "

Standen trenutno ponavlja poskuse v upanju, da bo ugotovil spremembe v mišicah rib. Prav tako želi analizirati, kaj se zgodi, ko se ribe dalj časa zadržujejo v tleh. "Možno je, da se pojavijo večje spremembe, če jih dlje časa hranimo [brez vode]. Naše sanje so, da bi to lahko storili več generacij, "je zaključila raziskovalka.