Fosil ikan purba mendedahkan asal-usul evolusi tangan manusia

Fosil ikan Elpistostege purba yang ditemui di Miguasha, Kanada telah mendedahkan pandangan baharu tentang bagaimana tangan manusia berkembang daripada sirip ikan.

Fosil ikan Elpistostege purba yang ditemui di Miguasha, Kanada telah mendedahkan pandangan baharu tentang bagaimana tangan manusia berkembang daripada sirip ikan.

Fosil ikan purba mendedahkan asal usul evolusi tangan manusia 1
Spesimen lengkap dalam pandangan dorsal. Bar skala, 1 m. b, Lukisan lucida kamera anatomi postcranial spesimen; sirip dada telah digambarkan dalam kedudukannya, walaupun ia hanya boleh dilihat secara ventral. c, Pembinaan semula. an.fi, sirip dubur; cau.fi, sirip ekor; op, operkular; pec.fi, sirip dada; pel.fi, sirip pelvis. © Alam Semula Jadi

Pasukan paleontologi antarabangsa dari Flinders University di Australia dan Universite du Quebec a Rimouski di Kanada telah mendedahkan spesimen ikan telah menghasilkan pautan evolusi yang hilang dalam ikan kepada peralihan tetrapod, apabila ikan mula menceroboh di habitat seperti air cetek dan darat semasa zaman Devon Akhir berjuta-juta tahun dahulu.

Ikan lengkap sepanjang 1.57 meter ini menunjukkan rangka lengan lengkap (sirip dada) buat kali pertama dalam mana-mana ikan elpistostegalian. Menggunakan imbasan CT tenaga tinggi, rangka sirip dada mendedahkan kehadiran humerus (lengan), jejari dan ulna (lengan bawah), deretan karpus (pergelangan tangan) dan falang tersusun dalam digit (jari).

Menurut John Long, Profesor Strategik dalam Palaeontologi di Universiti Flinders, penemuan spesimen lengkap ikan seperti tetrapod yang dipanggil Elpistostege, mendedahkan maklumat baharu yang luar biasa tentang evolusi tangan vertebrata.

“Ini adalah kali pertama kami menemui dengan jelas jari terkunci dalam sirip dengan sinar sirip pada mana-mana ikan yang diketahui. Angka artikulasi dalam sirip adalah seperti tulang jari yang terdapat di tangan kebanyakan haiwan.

"Penemuan ini menolak asal digit dalam vertebrata ke tahap ikan, dan memberitahu kita bahawa corak untuk tangan vertebrata mula-mula dibangunkan dalam evolusi, sejurus sebelum ikan meninggalkan air," kata Profesor Long.

Profesor John Long dengan fosil ikan Elpistostege yang ditemui di Miguasha, Kanada.
Profesor John Long dengan fosil ikan Elpistostege yang ditemui di Miguasha, Kanada. © Universiti Flinders | Guna dengan baik

Evolusi ikan menjadi tetrapod - vertebrata berkaki empat di mana manusia tergolong - adalah salah satu peristiwa paling penting dalam sejarah kehidupan.

Vertebrata (haiwan tulang belakang) kemudiannya dapat meninggalkan air dan menakluki daratan. Untuk melengkapkan peralihan ini- salah satu perubahan yang paling ketara ialah evolusi tangan dan kaki.

Tulang ikan purba ini berbanding dengan tulang manusia.
Tulang ikan purba ini berbanding dengan tulang manusia. © John Long

Untuk memahami evolusi daripada sirip ikan kepada anggota tetrapod, ahli paleontologi mengkaji fosil ikan bersirip cuping dan tetrapod dari Devon Tengah dan Atas (393-359 juta tahun dahulu) yang dikenali sebagai 'elpistostegalian'.

Ini termasuk Tiktaalik yang terkenal dari Artik Kanada, hanya diketahui daripada spesimen yang tidak lengkap.

Pengarang bersama Richard Cloutier dari Universite du Quebec a Rimouski berkata sepanjang dekad yang lalu, fosil yang memaklumkan peralihan ikan-ke-tetrapod telah membantu untuk lebih memahami transformasi anatomi yang berkaitan dengan pernafasan, pendengaran dan pemakanan, apabila habitat berubah dari air ke darat di bumi.

“Asal usul digit berkaitan dengan membangunkan keupayaan ikan untuk menyokong beratnya di air cetek atau untuk perjalanan singkat di darat. Peningkatan bilangan tulang kecil dalam sirip membolehkan lebih banyak satah fleksibiliti untuk menyebarkan beratnya melalui sirip.

Fosil ikan purba mendedahkan asal usul evolusi tangan manusia 2
a, b, Perbandingan anatomi endoskeleton anggota dada (a) dan humerus (b) ikan tetrapod batang (Panderichthys, Tiktaalik dan Elpistostege) dan tetrapod awal (Tulerpeton). Barisan proximodistal jejari atau digit ditunjukkan berkod warna mengikut skema dalam Rajah. 4. Anak panah merah dalam b menunjukkan ectepicondyle. Data Panderichthys adalah dariref. 13; Data Tiktaalik adalah daripada ref. 4; Data Acanthostega adalah dari ref. 26;Data Tulerpeton adalah daripada ruj. 31. Imej dalam b diubah suai daripada rujukan. 49. art.sf, permukaan artikulasi; lat.dor, rabung lampiran untuk otot latissimus dorsi;sup.rid, rabung supinator; rd.ext, kawasan lampiran untuk extensor jejari; scap-hum., kawasan perlekatan untuk skapula dan otot humerus. © Alam Semula Jadi

"Ciri-ciri lain yang didedahkan kajian mengenai struktur tulang lengan atas atau humerus, yang juga menunjukkan ciri-ciri hadir yang dikongsi dengan amfibia awal. Elpistostege tidak semestinya nenek moyang kita, tetapi ia paling hampir dengan 'fosil peralihan' sebenar, perantaraan antara ikan dan tetrapod.”

Elpistostege ialah pemangsa terbesar yang tinggal di habitat laut cetek hingga muara Quebec kira-kira 380 juta tahun dahulu. Ia mempunyai taring tajam yang kuat di dalam mulutnya sehingga boleh memakan beberapa ikan bersirip cuping yang lebih besar yang telah pupus yang ditemui berfosil dalam deposit yang sama.

Elpistostege pada asalnya dinamakan hanya daripada sebahagian kecil bumbung tengkorak, ditemui di tebing fosil di Taman Negara Miguasha, Quebec, dan diterangkan pada tahun 1938 sebagai kepunyaan tetrapod awal.

Satu lagi bahagian tengkorak binatang yang penuh teka-teki ini ditemui dan diterangkan pada tahun 1985, menunjukkan ia benar-benar ikan bersirip cuping maju. Spesimen lengkap baharu Elpistostege yang luar biasa ditemui pada tahun 2010.


Kajian itu pada asalnya diterbitkan dalam jurnal Alam. 18 March 2020.