Gamle fiskefossiler afslører den menneskelige hånds evolutionære oprindelse

Et gammelt Elpistostege fiskefossil fundet i Miguasha, Canada har afsløret ny indsigt i, hvordan den menneskelige hånd udviklede sig fra fiskefinner.

Et internationalt hold af palæontologer fra Flinders University i Australien og Universite du Quebec a Rimouski i Canada har afsløret, at fiskeeksemplaret har givet det manglende evolutionære led i fiskens overgang til tetrapoder, da fisk begyndte at strejfe i habitater som lavt vand og land under den sene Devon-periode for millioner af år siden.

Denne komplette 1.57 meter lange fisk viser hele arm (brystfinne) skelet for første gang i en elpistostegalisk fisk. Ved hjælp af højenergi-CT-scanninger afslørede skelettet af brystfinnen tilstedeværelsen af ​​en humerus (arm), radius og ulna (underarm), rækker af carpus (håndled) og phalanges organiseret i cifre (fingre).

Ifølge John Long, strategisk professor i palæontologi ved Flinders University, afslører opdagelsen af ​​et komplet eksemplar af en tetrapod-lignende fisk kaldet Elpistostege ekstraordinær ny information om udviklingen af ​​hvirveldyrs hånd.

"Det er første gang, at vi utvetydigt har opdaget fingre låst i en finne med finnestråler hos nogen kendt fisk. De artikulerende cifre i finnen er som fingerknoglerne, der findes i hænderne på de fleste dyr."

"Dette fund skubber oprindelsen af ​​cifre hos hvirveldyr tilbage til fiskeniveauet og fortæller os, at mønstret for hvirveldyrshånden først blev udviklet dybt i evolutionen, lige før fiskene forlod vandet," sagde professor Long.

Fiskenes udvikling til tetrapoder – firbenede hvirveldyr, som mennesker tilhører – var en af ​​de mest betydningsfulde begivenheder i livets historie.

Hvirveldyr (dyr med rygben) var derefter i stand til at forlade vandet og erobre land. For at fuldføre denne overgang var en af ​​de vigtigste ændringer udviklingen af ​​hænder og fødder.

For at forstå udviklingen fra en fiskefinne til en tetrapod-lem studerer palæontologer fossilerne af fligefinnede fisk og tetrapoder fra Mellem- og Øvre Devon (393-359 millioner år siden), kendt som 'elpistostegalians'.

Disse omfatter den velkendte Tiktaalik fra det arktiske Canada, kun kendt fra ufuldstændige eksemplarer.

Medforfatter Richard Cloutier fra Universite du Quebec a Rimouski siger i løbet af det sidste årti, at fossiler, der informerer fisk-til-tetrapod-overgangen, har bidraget til bedre at forstå anatomiske transformationer forbundet med vejrtrækning, hørelse og fodring, da habitatet ændrede sig fra vand til land på jorden.

"Cifrenes oprindelse vedrører udviklingen af ​​fiskens evne til at bære sin vægt på lavt vand eller til korte ture ude på land. Det øgede antal små knogler i finnen giver flere fleksibilitetsplaner mulighed for at sprede dens vægt gennem finnen."

"De andre træk, som undersøgelsen afslørede vedrørende strukturen af ​​overarmsknoglen eller humerus, som også viser træk, der er til stede, som deles med tidlige padder. Elpistostege er ikke nødvendigvis vores forfader, men det er tættest på, vi kan komme på et ægte 'overgangsfossil', en mellemting mellem fisk og tetrapoder."

Elpistostege var det største rovdyr, der levede i et lavvandet hav til flodmundings habitat i Quebec for omkring 380 millioner år siden. Den havde kraftige skarpe hugtænder i munden, så den kunne have fodret på flere af de større uddøde fligefinnede fisk, der blev fundet forstenede i de samme aflejringer.

Elpistostege blev oprindeligt navngivet fra kun en lille del af kraniets tag, fundet i de fossilholdige klipper i Miguasha National Park, Quebec, og beskrevet i 1938 som tilhørende en tidlig tetrapod.

En anden del af kraniet på dette gådefulde dyr blev fundet og beskrevet i 1985, hvilket viser, at det virkelig var en avanceret fisk med fligefinner. Det bemærkelsesværdige nye komplette eksemplar af Elpistostege blev opdaget i 2010.

Studiet blev oprindeligt offentliggjort i tidsskriftet Natur. 18 marts 2020.