ฟอสซิลปลาโบราณเผยต้นกำเนิดวิวัฒนาการของน้ำมือมนุษย์

ฟอสซิลปลา Elpistostege โบราณที่พบใน Miguasha ประเทศแคนาดา ได้เปิดเผยข้อมูลเชิงลึกใหม่เกี่ยวกับวิธีที่มือมนุษย์วิวัฒนาการมาจากครีบปลา

ฟอสซิลปลา Elpistostege โบราณที่พบใน Miguasha ประเทศแคนาดา ได้เปิดเผยข้อมูลเชิงลึกใหม่เกี่ยวกับวิธีที่มือมนุษย์วิวัฒนาการมาจากครีบปลา

ฟอสซิลปลาโบราณเผยต้นกำเนิดวิวัฒนาการของน้ำมือมนุษย์ 1
ชิ้นงานสมบูรณ์ในมุมมองด้านหลัง สเกลบาร์ 1 ม. b, การวาดภาพด้วยกล้องลูซิดาของกายวิภาคหลังกะโหลกศีรษะของชิ้นงาน; ครีบอกแสดงอยู่ในตำแหน่งของพวกมัน แม้ว่าพวกมันจะมองเห็นได้เฉพาะส่วนท้องเท่านั้น ค การสร้างใหม่ an.fi ครีบก้น; cau.fi ครีบหาง; op, opercular; pec.fi ครีบอก; กระดูกเชิงกรานครีบเชิงกราน © ธรรมชาติ

ทีมนักบรรพชีวินวิทยานานาชาติจาก Flinders University ในออสเตรเลีย และ Universite du Quebec a Rimouski ในแคนาดา เปิดเผยว่า ตัวอย่างปลาได้ให้ผลการเชื่อมโยงทางวิวัฒนาการที่ขาดหายไปของปลาไปสู่การเปลี่ยนแปลงแบบ tetrapod เนื่องจากปลาเริ่มโจมตีในที่อยู่อาศัย เช่น น้ำตื้นและบนบกในช่วง ยุคดีโวเนียนตอนปลายเมื่อหลายล้านปีก่อน

ปลายาว 1.57 เมตรที่สมบูรณ์นี้แสดงโครงกระดูกแขน (ครีบอก) ที่สมบูรณ์เป็นครั้งแรกในปลาประเภทวงรี ด้วยการใช้ CT-scans พลังงานสูง โครงกระดูกของครีบอกเผยให้เห็นการปรากฏของกระดูกต้นแขน (แขน) รัศมีและท่อนแขน (ปลายแขน) แถวของ carpus (ข้อมือ) และช่วงกระดูกที่จัดเรียงเป็นตัวเลข (นิ้ว)

ตามที่ John Long ศาสตราจารย์เชิงกลยุทธ์ด้านบรรพชีวินวิทยาแห่งมหาวิทยาลัย Flinders การค้นพบตัวอย่างที่สมบูรณ์ของปลารูปร่างคล้ายเตตระพอดที่เรียกว่า Elpistostege เผยให้เห็นข้อมูลใหม่ที่ไม่ธรรมดาเกี่ยวกับวิวัฒนาการของมือที่มีกระดูกสันหลัง

“นี่เป็นครั้งแรกที่เราค้นพบนิ้วล็อคอยู่ในครีบที่มีครีบรังสีอย่างชัดเจนในปลาทุกชนิดที่รู้จัก ตัวเลขที่ประกบกันในครีบนั้นเหมือนกับกระดูกนิ้วที่พบในมือของสัตว์ส่วนใหญ่”

"การค้นพบนี้ช่วยผลักดันต้นกำเนิดของตัวเลขในสัตว์มีกระดูกสันหลังไปสู่ระดับปลา และบอกเราว่ารูปแบบของมือของสัตว์มีกระดูกสันหลังได้รับการพัฒนาขึ้นอย่างลึกซึ้งในวิวัฒนาการ ก่อนที่ปลาจะขึ้นจากน้ำ" ศาสตราจารย์ลองกล่าว

ศาสตราจารย์ John Long กับฟอสซิลปลา Elpistostege ที่พบใน Miguasha ประเทศแคนาดา
ศาสตราจารย์ John Long กับฟอสซิลปลา Elpistostege ที่พบใน Miguasha ประเทศแคนาดา © มหาวิทยาลัย Flinders | การใช้งานที่เหมาะสม

การวิวัฒนาการของปลาเป็นสัตว์สี่ขา (tetrapods) ซึ่งเป็นสัตว์มีกระดูกสันหลังสี่ขาของมนุษย์ เป็นหนึ่งในเหตุการณ์ที่สำคัญที่สุดในประวัติศาสตร์ของชีวิต

สัตว์มีกระดูกสันหลัง (สัตว์มีกระดูกหลัง) สามารถออกจากน้ำและพิชิตแผ่นดินได้ เพื่อให้การเปลี่ยนแปลงนี้เสร็จสมบูรณ์ การเปลี่ยนแปลงที่สำคัญที่สุดอย่างหนึ่งคือวิวัฒนาการของมือและเท้า

กระดูกของปลาโบราณนี้เทียบกับกระดูกของมนุษย์
กระดูกของปลาโบราณนี้เทียบกับกระดูกของมนุษย์ © จอห์น ลอง

เพื่อให้เข้าใจถึงวิวัฒนาการจากครีบปลาเป็นแขนขาเตตระพอด นักบรรพชีวินวิทยาศึกษาซากดึกดำบรรพ์ของปลาครีบกลีบและเตตระพอดจากเดโวเนียนตอนกลางและตอนบน (393-359 ล้านปีก่อน) ที่รู้จักกันในชื่อ

เหล่านี้รวมถึง Tiktaalik ที่รู้จักกันดีจาก Arctic Canada ซึ่งรู้จักจากตัวอย่างที่ไม่สมบูรณ์เท่านั้น

Richard Cloutier ผู้เขียนร่วมจาก Universite du Quebec a Rimouski กล่าวว่าในช่วงทศวรรษที่ผ่านมา ซากดึกดำบรรพ์ที่แจ้งการเปลี่ยนแปลงของปลาเป็นสัตว์สี่เท้าช่วยให้เข้าใจการเปลี่ยนแปลงทางกายวิภาคที่เกี่ยวข้องกับการหายใจ การได้ยิน และการกินอาหารได้ดีขึ้น เนื่องจากที่อยู่อาศัยเปลี่ยนจากน้ำเป็นบก บนโลก.

“ที่มาของตัวเลขเกี่ยวข้องกับการพัฒนาขีดความสามารถของปลาในการรับน้ำหนักในน้ำตื้นหรือสำหรับการเดินทางระยะสั้นบนบก จำนวนกระดูกขนาดเล็กที่เพิ่มขึ้นในครีบทำให้มีความยืดหยุ่นมากขึ้นในการกระจายน้ำหนักผ่านครีบ”

ฟอสซิลปลาโบราณเผยต้นกำเนิดวิวัฒนาการของน้ำมือมนุษย์ 2
a, b, การเปรียบเทียบลักษณะทางกายวิภาคของโครงร่างกระดูกส่วนปลายครีบอก (a) และกระดูกต้นแขน (b) ของปลาเตตระพอด (Panderichthys, Tiktaalik และ Elpistostege) และปลาเตตระพอดยุคแรก (Tulerpeton) Proximodistalrows ของรัศมีหรือตัวเลขจะแสดงเป็นรหัสสีตามแบบแผนในรูปที่ 4. ลูกศรสีแดงใน b หมายถึง ectepicondyle ข้อมูล Panderichthys มาจากอ้างอิง 13; ข้อมูล Tiktaalik มาจาก ref. 4; ข้อมูล Acanthostega มาจากการอ้างอิง 26;ข้อมูล Tulerpeton มาจากการอ้างอิง 31. รูปภาพใน b ถูกดัดแปลงจากการอ้างอิง 49. art.sf พื้นผิวประกบ lat.dor, สันยึดสำหรับกล้ามเนื้อ latissimus dorsi;sup.rid, supinator ridge; rd.ext พื้นที่ยึดสำหรับยืดรัศมี scap-hum. พื้นที่ยึดสำหรับกระดูกสะบักและกระดูกต้นแขน © ธรรมชาติ

“ลักษณะอื่นๆ ที่การศึกษาเปิดเผยเกี่ยวกับโครงสร้างของกระดูกต้นแขนหรือกระดูกต้นแขน ซึ่งยังแสดงให้เห็นลักษณะที่มีอยู่ร่วมกับสัตว์สะเทินน้ำสะเทินบกยุคแรกๆ Elpistostege ไม่จำเป็นต้องเป็นบรรพบุรุษของเรา แต่ก็ใกล้เคียงที่สุดที่เราจะได้ 'ฟอสซิลเปลี่ยนผ่าน' ที่แท้จริง ซึ่งเป็นตัวกลางระหว่างปลากับสัตว์เตตระพอด”

Elpistostege เป็นนักล่าที่ใหญ่ที่สุดที่อาศัยอยู่ในทะเลน้ำตื้นถึงถิ่นที่อยู่ของแม่น้ำควิเบกเมื่อประมาณ 380 ล้านปีก่อน มันมีเขี้ยวที่แหลมคมอันทรงพลังในปากของมัน จึงสามารถเลี้ยงปลาครีบกลีบขนาดใหญ่ที่สูญพันธุ์ไปแล้วหลายตัว ซึ่งพบฟอสซิลในแหล่งเดียวกัน

Elpistostege เดิมชื่อมาจากส่วนเล็ก ๆ ของหลังคากะโหลกศีรษะซึ่งพบในหน้าผาซากดึกดำบรรพ์ของอุทยานแห่งชาติ Miguasha รัฐควิเบก และอธิบายในปี พ.ศ. 1938 ว่าเป็นสัตว์จำพวกเตตระพอดในยุคแรก ๆ

อีกส่วนหนึ่งของกะโหลกศีรษะของสัตว์ร้ายตัวนี้ถูกพบและอธิบายไว้ในปี 1985 ซึ่งแสดงให้เห็นว่ามันเป็นปลาที่มีครีบกลีบขั้นสูงจริงๆ ตัวอย่างที่สมบูรณ์ใหม่ของ Elpistostege ถูกค้นพบในปี 2010


การศึกษาที่ตีพิมพ์ครั้งแรกในวารสาร ธรรมชาติ. 18 มีนาคม 2020