Kerangka kulit sirip membantu menciptakan anggota badan vertebrata darat

Kerangka kulit sirip membantu menciptakan anggota badan vertebrata darat
Kerangka kulit sirip membantu menciptakan anggota badan vertebrata darat
Anonim

Bahkan sebelum pembentukan jari-jari pada anggota tubuh tetrapoda, jaringan sinar kulit sirip berpasangan di beberapa sirip lobus disederhanakan, jumlah sinar ini berkurang, dan sisi atas sirip memperoleh perbedaan dari yang lebih rendah, menurut ke Prosiding National Academy of Sciences. Transformasi ini memudahkan vertebrata purba untuk bergerak di atas substrat berlumpur dan menjadi tahap penting dalam perjalanan pembentukan tetrapoda berjari banyak.

Struktur vertebrata ketika mereka datang ke darat telah banyak berubah, dan mungkin sebagian besar modifikasi telah mengalami anggota badan mereka. Jika pada ikan ini adalah sirip dengan banyak tulang dan kulit, maka pada tetrapoda (ini adalah nama umum untuk semua vertebrata darat, termasuk burung), tidak ada sinar di anggota badan, tetapi ada jari.

Saat mempelajari evolusi anggota badan, perhatian paling sering diberikan pada sinar tulang di sirip ikan bersirip lobus, yang diduga sebagai nenek moyang tetrapoda. Sinar kulit dipelajari dengan lebih sedikit detail. Mereka terawetkan lebih buruk, dan kadang-kadang mereka bahkan dikeluarkan dari sisa-sisa fosil sehingga elemen tulang sirip lebih terlihat.

Gambar
Gambar

Sirip Tiktaalik. Sinar punggung (di sisi punggung), biru - sinar perut (di sisi perut) ditampilkan dalam warna oranye.

Sebaliknya, ahli paleontologi dari University of Chicago, University of Wisconsin di Parkside dan Drexel University, yang dipimpin oleh Neil Shubin, memutuskan untuk membandingkan detail struktur sinar kulit sirip hewan yang dekat dengan tetrapoda pertama. Untuk melakukan ini, mereka menggunakan mikrotomografi komputer.

Para ilmuwan membuat serangkaian pemotongan virtual sirip dada dari sisa-sisa orang dewasa dan remaja Sauripterus taylori, Eusthenopteron foordi dan Tiktaalik roseae. Spesies ini disebut sebagai tetrapodomorphs - kelompok yang mencakup bentuk transisi dari ikan bersirip lobus ke tetrapoda (dan tetrapoda itu sendiri). Sauripterus dianggap yang paling kuno dan primitif dari ketiganya, Tiktaalik yang paling maju dan mirip tetrapoda.

Image
Image

Pandangan yang dieksplorasi seperti yang dilihat oleh seniman. Dari atas ke bawah: Sauripterus taylori, Eusthenopteron foordi, Tiktaalik roseae. Sinar punggung sirip dada ditampilkan dalam warna oranye, sinar perut berwarna biru.

Para peneliti fokus pada posisi relatif dari kulit dan tulang sirip dada. Mereka menentukan bagaimana sinar-sinar ini berada dalam kaitannya dengan tulang, menilai jumlah dan panjangnya.

Ternyata semakin dekat suatu spesies dengan tetrapoda, semakin sedikit sinar kulit di sirip dada. Yang lebih menarik lagi adalah bahwa sinar kulit sisi punggung (dorsal) dan ventral (perut) sirip ini memiliki panjang yang berbeda dan "ditumpangkan" pada tulang rusuk dengan derajat yang berbeda-beda. Asimetri ini paling menonjol di Tiktaalik, dan menurutnya, penulis menyarankan bahwa hewan ini memiliki kemiripan fungsional telapak tangan, yaitu, sisi bawah sirip dada membawa banyak otot.

Mungkin, otot-otot "telapak tangan" Tiktaalik membantunya mendorong dari dasar berlumpur badan air dangkal, tempat ia seharusnya tinggal, dan bahkan membuat gerakan pendek di darat. Sebelumnya, asimetri sisi punggung dan perut dari sirip berpasangan pada mereka yang belum melangkah ke darat dan tidak memiliki jari tidak dipelajari secara rinci.

Ikan teleost bentik modern juga memiliki perbedaan susunan sinar dari sisi sirip dada yang berbeda. Ini penting karena anggota badan mereka yang berada dekat dengan dasar mengalami tekanan yang sama dengan mereka yang mencoba berjalan di darat atau di air yang sangat dangkal. Semua ikan tersebut perlu mendorong dari substrat yang keras, dan ini dapat dibantu oleh otot-otot di sisi perut sirip. Para penulis mengingatkan bahwa ini harus diperhitungkan ketika mempelajari kemunculan vertebrata di darat; oleh karena itu, salah jika membatasi diri hanya untuk mempertimbangkan tulang sirip sirip tetrapodomorph.

Pada tahun 2016, Neil Shubin dan rekan menunjukkan bahwa gen yang sama bertanggung jawab untuk pembentukan sinar di sirip teleost seperti untuk pembentukan jari di tetrapoda. Mereka berhipotesis bahwa jari-jari vertebrata darat terbentuk dari struktur yang sama dari mana sinar sirip muncul pada ikan. Kemudian percobaan dilakukan pada ikan zebrafish yang masih hidup.

Direkomendasikan: