Πώς η γεωλογία της Γης οδηγεί την εξέλιξη των ειδών

Αντιπροσωπευτική εικόνα που δείχνει απολιθώματα ψαριών. Από: iStock Photo.

Εξαιρετικές νέες ανακαλύψεις απολιθωμάτων ψαριών επανεξετάζουν πώς η γεωλογία της Γης οδηγεί την εξέλιξη .Όταν οι τεράστιες πλάκες του φλοιού της Γης κινούνταν περισσότερο, ήταν πιο πιθανό να εμφανιστούν νέα είδη. 

Αδελαΐδα: Οι κοελακάνθοι είναι ψάρια βαθέων υδάτων που ζουν στις ακτές της νότιας Αφρικής και της Ινδονησίας και μπορούν να φτάσουν τα δύο μέτρα σε μήκος. Για πολύ καιρό, οι επιστήμονες πίστευαν ότι είχαν εξαφανιστεί. 

Σε νέα έρευνα που δημοσιεύτηκε στο Nature Communications, ερευνητές αποκαλύπτουν το καλύτερα διατηρημένο απολίθωμα κοελακάνθου που βρέθηκε ποτέ από την αρχαία περίοδο πριν από εκατοντάδες εκατομμύρια χρόνια, όταν αυτοί οι αρχαίοι κάτοικοι της θάλασσας εξελίχθηκαν για πρώτη φορά. 

Το απολίθωμα προέρχεται από τον σχηματισμό Gogo στη χώρα Gooniyandi στη βόρεια Δυτική Αυστραλία. Μελέτησαν επίσης την εξέλιξη όλων των εκατοντάδων ειδών κοελακάνθου που γνωρίζουμε από τα απολιθώματα για να μάθουν τι οδήγησε τη δημιουργία νέων ειδών στους αιώνες. 

Η απάντηση προκάλεσε έκπληξη: η μεγαλύτερη επίδραση στην εξέλιξη της κοελακάνθου δεν ήταν η θερμοκρασία των ωκεανών ή τα επίπεδα οξυγόνου αλλά η τεκτονική δραστηριότητα. Όταν οι τεράστιες πλάκες του φλοιού της Γης κινούνταν περισσότερο, ήταν πιο πιθανό να εμφανιστούν νέα είδη.

«Ζωντανά απολιθώματα» 

Οι κοελακάνθοι είναι ψάρια με «λοβό πτερύγιο», που σημαίνει ότι έχουν γερά κόκαλα στα πτερύγια τους λίγο σαν τα οστά στα μπράτσα μας. Οι επιστήμονες πιστεύουν ότι σχετίζονται πιο στενά με τα τετράποδα (ζώα με ραχοκοκαλιά και τέσσερα άκρα, όπως βάτραχοι, έμους και άνθρωποι) παρά με τα περισσότερα άλλα ψάρια. Οι κοελακάνθοι υπάρχουν εδώ και πολύ καιρό. 

Τα παλαιότερα γνωστά απολιθώματα είναι ηλικίας άνω των 410 εκατομμυρίων ετών. Αλλά επειδή αυτά τα απολιθώματα είναι ως επί το πλείστον θραύσματα, δεν γνωρίζουμε πολλά για το πώς ήταν οι πρώτοι κολεακάνθοι. 

Αργότερα, κατά την εποχή των δεινοσαύρων που ξεκίνησε πριν από περίπου 250 εκατομμύρια χρόνια, οι κολάκανθοι έγιναν πιο διαφορετικοί. Συνολικά, έχουμε βρει ίχνη περισσότερων από 175 απολιθωμάτων από όλο τον κόσμο. Τελικά, στο τέλος της Κρητιδικής περιόδου, πριν από 66 εκατομμύρια χρόνια, όλα τα σημάδια των κοελακάνθων εξαφανίστηκαν μυστηριωδώς από τα απολιθώματα. 

Για πολύ καιρό, οι επιστήμονες υπέθεταν ότι οι κολάκανθοι ήταν θύματα της τεράστιας πρόσκρουσης αστεροειδών που υπέγραψε επίσης το ένταλμα θανάτου των δεινοσαύρων (μαζί με περίπου τα 3/4 της ζωής στη Γη). Όλα αυτά άλλαξαν το 1938, όταν οι ψαράδες στη Νότια Αφρική τράβηξαν ένα μεγάλο, αινιγματικό ψάρι από τα βάθη των ωκεανών που δεν έμοιαζε με τίποτα που είχαν δει πριν. Μια υπάλληλος του τοπικού μουσείου με έντονο ενδιαφέρον για τις φυσικές επιστήμες, η Marjorie Courtenay-Latimer, κατάλαβε αμέσως ότι το ψάρι ήταν ξεχωριστό. Η Courtenay-Latimer στρατολόγησε τον φίλο της J. L. B. Smith, έναν διάσημο Νοτιοαφρικανό χημικό με ενδιαφέρον για την ιχθυολογία (η μελέτη των ψαριών). Ο Smith αναγνώρισε και ονόμασε Latimeria, τον πρώτο ζωντανό κοελακάνθο που είναι γνωστό στην επιστήμη. Η ανακάλυψη αυτού του «ψαριού του Λάζαρου» ήταν σαν να σκοντάφτεις πάνω σε έναν ζωντανό δεινόσαυρο Triceratops που εξακολουθεί να περιφέρεται στα δάση της Βόρειας Αμερικής σήμερα. Ακόμη και σήμερα, οι κοελακάνθοι περιγράφονται συχνά ως «ζωντανά απολιθώματα».

Ένας νέος απολιθωμένος κολάκανθος 

Μία ομάδα από το Πανεπιστήμιο Flinders, μαζί με άλλους συναδέλφους από την Αυστραλία, τον Καναδά και την Ευρώπη, ανακάλυψαν ένα νέο είδος απολιθωμένου κοελακάνθου στη χώρα Gooniyandi στη βόρεια WA. Πριν από περίπου 380 εκατομμύρια χρόνια, η τοποθεσία ήταν ένας τροπικός ύφαλος γεμάτος με περισσότερα από 50 είδη ψαριών. 

Το Ngamugawi wirngarri, ο νέος απολιθωμένος κολάκανθος, είναι το πρώτο ψάρι που βρέθηκε στην περιοχή που φέρει ένα όνομα που δόθηκε από τη γλώσσα Gooniyandi. Το όνομα σημαίνει «αρχαίο ψάρι προς τιμήν του Wirngarri», ενός σεβαστού γέροντα της κοινότητας.Ο Ngamugawi είναι ο καλύτερος τρισδιάστατος διατηρημένος κολάκανθος από την περίοδο του Δεβόνιου (359 εκατομμύρια έως 419 εκατομμύρια χρόνια πριν). Αυτό το απολίθωμα παρέχει μια μεγάλη εικόνα για την πρώιμη ανατομία αυτής της γενεαλογίας. 

Η τεκτονική των πλακών οδηγεί την εξέλιξη του κοελακάνθου Η μελέτη για το νέο είδος οδήγησε τους ερευνητές να αναλύσουν την εξελικτική ιστορία όλων των γνωστών κοελακάνθων. Με αυτόν τον τρόπο, υπολόγισσαν τους ρυθμούς εξέλιξης σε όλα τα 410 εκατομμύρια χρόνια ιστορίας τους. Βρήκαν ότι οι κοελακάνθοι έχουν γενικά εξελιχθεί αργά, με μερικές ενδιαφέρουσες εξαιρέσεις. Επιπλέον, ανέλυσαν μια σειρά περιβαλλοντικών παραγόντων που θεώρησαν πιθανούς υποψηφίους για να επηρεάσουν τους ρυθμούς εξέλιξης της κοελακάνθου. Αυτά περιελάμβαναν τη δραστηριότητα των τεκτονικών πλακών, τις θερμοκρασίες των ωκεανών, τα επίπεδα οξυγόνου του νερού και τα επίπεδα διοξειδίου του άνθρακα στην ατμόσφαιρα.

Από όλες τις μεταβλητές που εξέτασαν, αυτή με τη μεγαλύτερη επίδραση στον ρυθμό εξέλιξης του κοελακάνθου ήταν η δραστηριότητα της τεκτονικής των πλακών. Νέα είδη κοελακάνθου ήταν πιο πιθανό να εξελιχθούν σε περιόδους αυξημένης τεκτονικής δραστηριότητας, καθώς η σεισμική κίνηση μεταμόρφωσε τους βιότοπους. 

Εξακολουθούν να εξελίσσονται οι κοελακάνθοι; 

Μαζί με την ανάλυσή όλων των απολιθωμάτων κελακάνθων, η ομάδα στηρίχθηκε επίσης στα δύο ζωντανά είδη, τα Latimeria chalumnae και Latimeria menadoensis. Με την πρώτη ματιά, αυτά τα ψάρια φαίνονται σχεδόν πανομοιότυπα με ορισμένα από τα αντίστοιχα τους πριν από εκατοντάδες εκατομμύρια χρόνια. Ωστόσο, σε πιο προσεκτική ανάλυση μπορούσαμε να δούμε ότι στην πραγματικότητα ήταν διαφορετικά από τους εξαφανισμένους συγγενείς τους. Ενώ η Latimeria έχει ουσιαστικά πάψει να εξελίσσει νέα χαρακτηριστικά, οι αναλογίες του σώματός της και οι λεπτομέρειες του DNA της εξακολουθούν να αλλάζουν λίγο. Ίσως λοιπόν να μην είναι τελικά ένα «ζωντανό απολίθωμα».

Γεωδίφης με πληροφορίες από την σελίδα deccanherald

 https://www.deccanherald.com/science/exceptional-new-fish-fossil-sparks-rethink-of-how-earths-geology-drives-evolution-3189326