Skrivnosti evolucije: starodavne živali, ki niso izumrle

2024 Avtor: Seth Attwood | [email protected]. Nazadnje spremenjeno: 2023-12-16 16:16

Razvoj življenja na Zemlji vsebuje veliko skrivnosti. Eden izmed njih so evolucijski preskoki, med katerimi so se v kratkem času po paleontoloških standardih pojavile nove skupine živih bitij ali nova znamenja, ki korenito spremenijo "strukturo" organizma. Primer je izvor ptic iz dinozavrov.

Obstajajo pa primeri nasprotne lastnosti: zdelo se je, da se je evolucija ustavila za stotine milijonov let.

Fenomen »živih fosilov« ostaja eden najbolj kontroverznih v sodobni biološki znanosti, nabralo pa se je ogromno tem in gradiva za razpravo. Eno od učbeniških zgodb poznamo iz šole: vse do konca 30. let 20. stoletja je nadred rib s križnimi plavuti veljal za izumrlo v obdobju krede.

Vendar pa so leta 1938 iz Indijskega oceana iz globine 70 m izvlekli neverjetno bitje, pozneje imenovano koelakant. Izkazalo se je, da so ribe, v plavutih katerih so bile mišičaste režnje, preživele do moderne dobe. Posebej veliko zanimanje za najdbo je povzročilo dejstvo, da je znanost obravnavala ribe s križnimi plavuti za prehodno obliko od rib do dvoživk, "mišičaste" plavuti pa so dojemali kot korak do tac, s katerimi se lahko premikate po kopnem.

Prav tako so imeli križnoplavuti, kot se je izkazalo, tesnega skupnega prednika z ribami nadreda, ki dihajo s pljuči - to pomeni, da lahko dihajo kisik, raztopljen v vodi, in atmosferski zrak. Ta veja je v sodobni favni pustila potomce v obliki rogozobih rib - in jih lahko štejemo tudi za nekakšne žive fosile, saj drugi številni predstavniki nadreda obstajajo le v geološki kroniki.

Živa bitja tako običajno imenujemo živi fosili, ki se bodisi morfološko skoraj ne razlikujejo od znanih starodavnih živali (rastlin, bakterij), bodisi so podedovali nekatere arhaične značilnosti od daljnih prednikov.

Kaj se je zgodilo z uro?

Obstoj takšnih "dvojčkov", ki združujejo prebivalce starodavne Zemlje in naše sodobnike, je postalo eno od težkih vprašanj evolucijske teorije. Konec koncev evolucija po sodobnih konceptih temelji na nekakšni biološki uri. V daljšem časovnem obdobju bi morali genomi kopičiti primerljivo število mutacij. In če so nekatera bitja ostala praktično nespremenjena več sto milijonov let, se je njihova "ura" ustavila.

Fenomen "živih fosilov" so se lotili kreacionisti, ki zanikajo evolucijske mehanizme, ki jih je identificirala znanost. Naj že sto milijonov let genetske mutacije in naravna selekcija nekatere veje dinozavrov spremenijo v orle in sinice, toda zakaj so ti objektivni naravni zakoni pustili navzkrižno plavuto, čeprav relativno, a nespremenjeno?

Kot da bi kot odgovor na tovrstno razmišljanje mnogi biologi danes na splošno menili, da je izraz "živi fosili" (mimogrede, do samega Darwina) napačen. In ker nima jasne definicije in ker nenatančno označuje bistvo pojava. Navsezadnje ni govora o ustavitvi evolucije. Pred kratkim je bila objavljena študija, ki so jo pripravili znanstveniki z Univerze v Michiganu, o jesetrih, ki živijo v ameriških Velikih jezerih.

Ta riba, ki ima precej arhaičen videz, je veljala za enega od kandidatov za žive fosile - jesetri obstajajo na našem planetu že približno 100 milijonov let. Vendar, kot smo uspeli ugotoviti, so prebivalci Velikih jezer skozi zgodovino izkazovali ogromne stopnje evolucijskih sprememb - ob ohranjanju glavnih morfoloških značilnosti so se nenehno spreminjale v velikosti. Velika jezera so bila dom pritlikavih in velikanskih rib ter jesetra številnih vmesnih velikosti.

Podmornica Nautilus - prebivalec globin Tihega in Indijskega oceana - je eden najbolj spektakularnih predstavnikov "živih fosilov". Spada v Nautiloidea – nadred glavonožcev, katerih fosili so znani že od kambrija (pred 500 milijoni let). Za razliko od drugih glavonožcev, kot so hobotnice ali lignji, so nautilusi svoje lupine neverjetne lepote ohranili že pol milijarde let. Od celotne raznolikosti nautiloidov je ostalo le nekaj vrst.

Enake zaključke je sodobna znanost naredila za klasične primere "živih fosilov" - istega celikanta. Patrick Laurenti, evolucijski biolog s francoske nacionalne znanstvene fundacije CNRS, je bil eden od tistih, ki so ugotovili, da obstajajo opazne anatomske razlike v velikosti, v strukturi lobanje, hrbtenice in drugih morfoloških elementih med koelakanti - predstavniki krednih rib. - in moderne celikante. In kar je najpomembneje, stopnja sprememb v genomu je precej primerljiva s spremembami v DNK bitij, ki so med evolucijo doživela radikalne metamorfoze.

Ščitniki - majhni sladkovodni raki iz podreda Notostraca - so se prvič pojavili na Zemlji pred približno 265 milijoni let in so od takrat ohranili svoj videz nespremenjen. Vendar tudi tukaj predpostavka o ustavljeni evoluciji ni delovala. Raziskovalci z univerze v britanskem mestu Hull so sekvencirali več genov iz DNK približno 270 posameznikov živih ščitov.

Kot rezultat tega dela se je izkazalo, da danes ščiti ne tvorijo 11, kot se je prej mislilo, ampak 38 ločenih vrst, in te vrste spadajo v dve različni veji, ki sta bili razdeljeni v jurski dobi - pred približno 184 milijoni let. Hkrati se je aktivna speciacija in ustrezne spremembe v genomu pojavljale redno, ne da bi vplivale na osnovno morfologijo.

Zelena celina je postala kraj na Zemlji, kjer so se najbolj nenavadne skupine sesalcev dolgo razvijale v izolaciji.

Mirno mesto in fina nastavitev

Toda če evolucija redno uvaja, čeprav ne takoj opazne, a stalne konstruktivne spremembe, zakaj nastane fenomen "živih fosilov"? Za ponazoritev tega mehanizma se obrnimo na zgodovino človeštva. Velike selitve, kot so Velika selitev narodov, oblikovanje držav in imperijev, širjenje svetovnih religij - vse to je privedlo do mešanja etničnih skupin in nenehne spremembe načina življenja ljudi iz generacije v generacijo.

Obstajajo pa primeri, ko je zaradi makroprocesov katero koli ločeno pleme končalo na oddaljenem otoku, v globinah džungle ali v drugih pogojih, ki so vodili v izoliran obstoj, vendar niso veliko prispevali k razvoj civilizacije. In medtem ko so nekje polagali železnice, gradila sodobna mesta, letala so letela v nebo, je izolirano pleme še naprej živelo tako, kot so živeli njegovi predniki, morda pred tisočletji.

V zgodovini divjih živali se je zgodilo približno isto, le na različnih časovnih lestvicah. Predniki večine "živih fosilov" so v daljni preteklosti pripadali veliko obsežnejšim sorodnim skupinam bitij. Ti številni sorodniki v preteklosti, ki so padli pod sekiro naravne selekcije, so se bodisi prilagodili spremenjenim razmeram, se postopoma preoblikovali do neprepoznavnosti, bodisi izumrli in se spremenili v slepe veje.

In le majhen del skupine je po volji okoliščin postal paleoendem. Znašla se je v razmerah, ki se, prvič, v milijonih let praktično niso spremenile in zato niso zahtevale radikalne prilagoditve, in drugič, to populacijo so izolirali od naravnih sovražnikov. V teh evolucijskih laboratorijih je genetska ura tekla z enako hitrostjo, vendar naravna selekcija ni imela druge izbire, kot da natančno prilagodi nekoč uveljavljeno morfologijo.

Sveto pismo in rokenrol

Več drugih paleontoloških pojavov je tesno povezanih s pojavom »živih fosilov«. "Lazarjev učinek" je poimenovan po bibličnem liku, ki ga je obudil Kristus. Govorimo o vrstah, za katere se, ko so enkrat zabeležene v fosilnem zapisu, zdi, da za dolgo izginejo, nato pa se spet pojavijo (»vstanejo«).

Najpogosteje je to preprosto posledica pomanjkanja paleontoloških podatkov: navsezadnje nastanek fosila ni toliko norma kot redek primer, in če za dano obdobje niso bili najdeni ostanki katerega koli bitja, to ne pomeni, da ni bilo. Morda je imel preprosto »srečo«, da je pustil sledi v fosilih, ali pa teh odtisov še niso našli. Lazarjev učinek vključuje tudi redke primere, ko se med živimi nenadoma pojavi žival, ki velja za izumrlo.

Uganka globin

Latimeria je zaradi izjemno »prazgodovinskega« videza dolgo veljala za klasičen primer »živega fosila«. Vendar so bile sčasoma ugotovljene pomembne razlike med tem prebivalcem Indijskega oceana in starodavnimi celakanti. Zlasti nekatere presnovne značilnosti kažejo, da so fosilni sorodniki celikanta živeli v sladkovodnih telesih, kjer so jim po možnosti mišične plavuti pomagale pri premikanju, pri čemer so se zanašale na dno plitke vode. Poleg tega je sodobni koelakant večji od starodavnih rib s križnimi plavuti.

Klasičen primer taksona Lazarus je ptica takahe, ki ne leti na južnem otoku Nove Zelandije. Ostanke ptice so odkrili sredi 19. stoletja, in čeprav njena vrsta ni posebej starodavna, je takahe 100 let veljala za popolnoma izumrlo. Toda vstajenje je vseeno sledilo. Približno enaka usoda je doletela peke Chak, volnatega prašiča podobnega prebivalca Južne Amerike. Leta 1930 so bile njegove kosti odkrite in še niso fosilizirane, kar kaže na relativno nedavno izumrtje vrste. In šele 45 let pozneje se je izkazalo, da ni bilo izginotja - samo žival se je dobro skrila pred radovednimi očmi.

O nekakšni znanstveni zablodi priča tudi »Elvisov učinek«. Kot veste, je po prezgodnji smrti kralja rokenrola veliko ljudi videlo Elvisa živega v različnih delih Amerike in sveta. Na enak način so bila bitja z zelo podobnimi morfološkimi značilnostmi, ločena z velikimi časovnimi intervali, včasih zamenjana za isto biološko vrsto, ki je preživela epohe. Tipičen primer prihaja iz sveta morskih nevretenčarjev, znanih kot brahiopodi ali brahiopodi.

V poznotriasnih fosilih je bila zabeležena vrsta brahiopod z imenom Rhaetina gregaria. Triasu, pred približno 200 milijoni let, je sledil dogodek, znan kot triasno (ali triasko-jursko) izumrtje, ki je povzročilo izumrtje številnih vrst nevretenčarjev.

Vendar pa fosili iz obdobja jure vsebujejo tudi ostanke bitja, zelo podobnega Rhaetina gregaria. Kljub temu so nadaljnje raziskave pokazale, da je jurski brahiopod isti "vstali Elvis", torej bitje, ki ni potomec triasne plečeglave, ampak predstavnik druge veje, ki je pridobila podobnosti kot rezultat konvergentne evolucije. - pojav, ki je dal krila pticam in netopirjem, ki nimajo tesnega sorodstva.

Seznam bitij, ki so preživela tako rekoč nespremenjene, celotne geološke dobe, je obsežen in vključuje sesalce, ribe, ptice, mehkužce, pa tudi rastline in bakterije. Toda, kot kažejo podatki znanosti, nobeno od teh bitij ne more biti dokaz "ustavljanja evolucije". Samo njene poti ne poznamo vedno.