Mișcarea animalelor din țară în mare s-a întâmplat de mai multe ori în ultimii 250 de milioane de ani și a fost documentată în mai multe moduri diferite și singulare. Însă acum, pentru prima dată, o echipă de cercetători a creat o imagine de ansamblu care nu numai că oferă o perspectivă asupra evoluției, dar poate ajuta și la evaluarea mai precisă a impactului oamenilor asupra planetei.
Continut Asemanator
- În spatele scenei cu curatorul Nick Pyenson: o nouă balenă fosilă
Oceanele sunt pline de tetrapode - păsări, reptile, mamifere și amfibii „cu patru picioare” - care au trecut în mod repetat de la țară la mare, adaptându-și picioarele în aripioare. Tranzițiile au fost adesea corelate cu extincțiile în masă, dar adevăratele motive sunt cunoscute doar parțial pe baza fosilelor și prin studiul climatului Pământului, de exemplu.
Aceste tranziții sunt considerate „ilustrații canonice” ale procesului evolutiv și deci ideale pentru studiu; Tetrapode marine vii - cum ar fi balenele, focile, vidrele și leii de mare - au, de asemenea, un impact ecologic mare, potrivit lui Neil P. Kelley și Nicholas D. Pyenson, cei doi oameni de știință Smithsonian care au compilat noul aspect asupra acestor tetrapode, apărute în această săptămână. în revista Science .
În loc să adune dovezi dintr-un singur câmp, perechea a reunit cercetări din mai multe discipline, inclusiv paleontologie, biologie moleculară și ecologie de conservare, pentru a oferi o imagine mult mai mare a ceea ce se întâmpla atunci când animalele au tranziționat de pe pământ la mare de-a lungul mileniilor.
Aproape din necesitate, oamenii de știință tind să lucreze în silozuri înguste, astfel că această cercetare va contribui la lărgirea punctelor de vedere și potențial poate face progrese mai rapide în înțelegerea evoluției. Știind modul în care aceste creaturi s-au adaptat în ultimele câteva sute de milioane de ani și mai ales cum s-au schimbat în epoca de când au apărut oamenii, ne-ar putea ajuta să devenim mai buni stewards ai planetei.
„Este o rezumare unică de tot ce se știe despre diferitele grupuri care au evoluat pentru a se întoarce la mare”, spune Louis L. Jacobs, profesor de științe ale pământului și președinte al Institutului pentru Studiul Pământului și Omul de la Universitatea Metodistă de Sud. Hârtia spune totul într-un mod care permite oamenilor de știință să facă comparații între specii, adaugă el.
„Revizuirea ajunge cu adevărat în centrul evoluției și de ce studiul evoluției este important”, spune Sterling Nesbitt, profesor asistent de științe la Institutul Politehnic din Virginia și Universitatea de Stat. Nesbitt se concentrează pe evoluția vertebratelor - nu pe animalele marine - dar el spune că activitatea cercetătorilor din Smithsonian îi va ajuta pe el și pe studenții săi să înțeleagă, de exemplu, cum s-ar fi putut adapta unele animale terestre pentru a putea trăi în copaci.
Cercetarea „oferă, de asemenea, contextul evolutiv pentru înțelegerea modului în care speciile vii ale prădătorilor marini vor evolua și se vor adapta vieții în Antropocen”, spune Kelley, autorul principal al lucrării și cercetător în departamentul de paleobiologie al Muzeului Național de Istorie Naturală. El adaugă că a ales în mod intenționat să folosească termenul „Antropocen” în lucrare. Unii oameni de știință o folosesc pentru a descrie era geologică actuală, dar și pentru a însemna că este o perioadă în care oamenii par să joace un rol dominant în direcția planetei.
Pe parcursul unei perioade de 300 de milioane de ani, multe tipuri de specii variind de la focă la mosasauri au dezvoltat în mod independent primele planuri similare (pentru înot), în timp ce au trecut de la trăirea pe uscat la ocean. (Neil Kelley și Nick Pyenson, NMNH) „Nu este doar academic să ne imaginăm care ar fi soarta acestor animale”, spune Kelley, adăugând că prădătorii marini, în special, sunt jucători importanți din punct de vedere ecologic. „Poate avea un impact mare dacă pierdem acești prădători”, spune el.
Hârtia Kelley și Pyenson se bazează pe 147 de studii, în majoritate, revizuite de la egal la egal, într-o varietate de domenii, oferind o imagine de ansamblu bogată a unora dintre adaptările paralele care au apărut într-o serie de specii de tetrapode marine. Este extrem de chinuitor, spune Jacobs.
Printre numeroasele sale subiecte, lucrarea evidențiază o linie relativ nouă de cercetare numită reconstrucția pigmentului fosil, o tehnică care oferă oamenilor de știință capacitatea de a determina, dintr-o fosilă, culoarea penei unei păsări străvechi sau a pielii unei reptile preistorice. Colorația poate oferi indicii despre modul în care speciile se adaptează mediului. Un studiu, de exemplu, a dezvăluit că reptilele marine antice aveau o colorație întunecată, „posibil pentru reglarea temperaturii sau pentru protecția ultraviolentă a luminii”, scriu cercetătorii.
Studiile genomice contribuie, de asemenea, la combinarea motivelor pentru care animalele marine cu strămoși diferiți ai pământului par să fi dezvoltat adaptări similare atunci când au plecat în ocean, potrivit autorilor. De exemplu, ambele balene și garnituri au evoluat pentru a avea capacitatea de a stoca mioglobina - o proteină care leagă oxigenul - în mușchii lor. Acest lucru oferă scafandrilor adânci capacitatea de a supraviețui sub apă pentru perioade lungi de timp. Înainte de genomică, oamenii de știință nu au fost capabili să urmărească această abilitate similară până la un nivel molecular, spune Kelley.
Dar acum, ei pot vedea că aceste tipuri diferite de scafandri de mare pot avea aceleași mecanisme celulare. "Există o legătură evolutivă profundă acolo", spune Pyenson, curatorul mamiferelor fosile marine de la Muzeul de Istorie Naturală. Întrebarea de acum este dacă secvențele genetice pot fi legate de comportamente specifice sau de tipul corpului, de capacitatea de respirație sau de dezvoltarea aripioarelor. „Nu știm încă, dar s-ar putea ca în următorii cinci ani să mai fie”, adaugă Kelley.
Despărțite în timp de mai bine de 50 de milioane de ani, delfinii moderni și ictiosaurii dispăruți din diferite specii terestre, dar au dezvoltat încă un corp asemănător unui pește. (Dolphin, NOAA. Iththosaureur, prin amabilitatea lui Lindgren et al, Nature Publishing Group) De asemenea, revizuirea reunește diferite studii care arată impactul oamenilor asupra evoluției tetrapodului. Oamenii au vânat o varietate de tetrapode aproape de dispariție, iar activitatea umană pare să grăbească indirect dispariția altora. Șase din cele șapte specii de țestoase marine sunt amenințate. Și delfinul râului Yangtze, găsit doar în acel râu din China, a fost declarat dispărut în 2006 ca urmare a accidentelor de transport maritim și a degradării habitatului.
Dar unii tetrapodi au întrecut oameni. Balenele gri, despre care se credea că trăiesc doar în Pacific, au fost găsite recent în Atlantic. „Cea mai bună presupunere pentru cum au ajuns acolo este că se mișcă prin zona arctică”, spune Kelley, menționând că gheața s-a topit suficient pentru a permite o trecere pe apă. Înregistrarea fosilelor arată că balenele cenușii au trăit odată în Atlantic cu aproximativ 100 de milioane de ani în urmă, astfel încât mișcarea lor înapoi ar putea fi un proces de recolonizare, spune Kelley.
Kelley și Pyenson speră că lucrarea lor motivează mai multe colaborări, de exemplu, între paleontologi, biologi și conservatori, pentru a aduce trecutul și prezentul - în special pentru a arunca o privire mai atentă asupra animalelor marine. Oamenii „au un impact redus asupra viitorului”, spune Pyenson. Recenzia ajută să răspundă la întrebarea „care va fi soarta acestor specii importante din punct de vedere ecologic?”
„Înțelegerea oceanului este vitală pentru oamenii de pe această planetă”, spune Jacobs, menționând că acesta joacă un rol important în ecosistem. El adaugă însă că oamenii schimbă oceanul - ceea ce duce la creșterea nivelului mării și la creșterea temperaturilor, precum și la modificări ale salinității și acidității, toate acestea fiind animale stresante. „Nu știm toate consecințele neprevăzute ale acestor modificări fizice.”
Un sortiment de tetrapode marine din perioada Cretacicului de aproape sfârșitul „Vârstei reptilelor”, inclusiv o broască țestoasă, o pasăre marină fără zbor, un mosasaur mare și un elasmosaur cu gât lung. (Lucrare de artă de Karen Carr / NMNH)
