Evolutionens mysterier: Forntida djur som inte dog ut

2024 Författare: Seth Attwood | [email protected]. Senast ändrad: 2023-12-16 16:17

Livets utveckling på jorden innehåller många mysterier. Ett av dem är evolutionära språng, under vilka det på kort tid med paleontologiska mått dök upp nya grupper av levande varelser eller nya tecken som radikalt förändrar en organisms "struktur". Ett exempel är fåglarnas ursprung från dinosaurier.

Men det finns exempel på den motsatta egenskapen: evolutionen verkade stanna i hundratals miljoner år.

Fenomenet "levande fossil" är fortfarande ett av de mest kontroversiella inom modern biologisk vetenskap, och en enorm mängd ämnen och material för diskussion har samlats. Vi känner till en av läroboksberättelserna från skolan: fram till slutet av 30-talet av 1900-talet ansågs överordningen av korsfenad fisk vara utdöd under kritaperioden.

Men 1938 drogs en fantastisk varelse ut ur Indiska oceanen, från ett djup av 70 m, senare kallad coelacanth. Det visade sig att fiskar, i vars fenor det fanns muskellober, överlevde till den moderna eran. Särskilt stort intresse för fyndet orsakades av att vetenskapen ansåg korsfenad fisk som en övergångsform från fisk till groddjur, och "muskulära" fenor uppfattades som ett steg till tassarna, med vilka man kan röra sig på land.

Dessutom hade korsfenan, som det visade sig, en nära gemensam förfader med fiskarna i överordningen lungandning - det vill säga de kan andas både syre löst i vatten och atmosfärisk luft. Denna gren lämnade ättlingar i den moderna faunan i form av horntandade fiskar - och de kan också betraktas som ett slags levande fossiler, eftersom de andra talrika representanterna för överordningen endast finns i den geologiska krönikan.

Levande varelser brukar alltså kallas levande fossil, som antingen morfologiskt nästan inte skiljer sig från kända forntida djur (växter, bakterier), eller som har ärvt några arkaiska egenskaper från avlägsna förfäder.

Vad hände med klockan?

Förekomsten av sådana "tvillingpar", som förenar invånarna på den antika jorden och våra samtida, har blivit en av evolutionsteorins svåra frågor. Trots allt bygger evolutionen, enligt moderna begrepp, på en slags biologisk klocka. Över långa tidsskalor bör genom ackumulera ett jämförbart antal mutationer. Och om vissa varelser har förblivit praktiskt taget oförändrade i hundratals miljoner år, så har deras "klocka" stannat.

Fenomenet "levande fossiler" greps av kreationister som förnekar de evolutionära mekanismer som identifierats av vetenskapen. Låt genetiska mutationer och naturligt urval under hundratals miljoner år ha förvandlat någon gren av dinosaurier till örnar och mesar, men varför lämnade dessa objektiva naturlagar de korsfenade, om än relativa, men oförändrade?

Som om som ett svar på denna typ av resonemang är många biologer idag benägna att generellt anse termen "levande fossil" (förresten tillbaka till Darwin själv) som felaktig. Och för att han inte har en tydlig definition, och för att han felaktigt betecknar fenomenets väsen. Det är trots allt ingen fråga om att stoppa evolutionen. Mer nyligen publicerades en studie, utarbetad av forskare vid University of Michigan, på störar som lever i de amerikanska stora sjöarna.

Denna fisk, som har ett ganska arkaiskt utseende, ansågs vara en av kandidaterna för levande fossiler - störar har funnits på vår planet i cirka 100 miljoner år. Men som vi lyckades ta reda på, uppvisade invånarna i de stora sjöarna genom historien kolossala hastigheter av evolutionära förändringar - samtidigt som de behöll de huvudsakliga morfologiska dragen ändrade de ständigt i storlek. De stora sjöarna var hem för både dvärg- och jättefiskar, samt störar av många mellanstorlekar.

Ubåtsskeppet Nautilus - en invånare i Stilla havets och Indiska oceanens djup - är en av de mest spektakulära representanterna för "levande fossiler". Den tillhör Nautiloidea - en överordning av bläckfiskar, vars fossil har varit kända sedan kambrium (500 miljoner år sedan). Till skillnad från andra bläckfiskar som bläckfiskar eller bläckfiskar har nautilusen bevarat sina skal av fantastisk skönhet i en halv miljard år. Av hela sorten av nautiloider finns endast ett fåtal arter kvar.

Samma slutsatser gjordes av modern vetenskap för de klassiska exemplen på "levande fossil" - samma coelacanth. Patrick Laurenti, en evolutionär biolog vid den franska National Science Foundation CNRS, var en av dem som fastställde att det finns märkbara anatomiska skillnader i storlek, i strukturen av skallen, ryggraden och andra morfologiska element mellan coelacanths - representanter för kritafiskarna - och moderna coelacanter. Och viktigast av allt är förändringshastigheten i genomet ganska jämförbar med förändringarna i DNA hos varelser som har genomgått radikala metamorfoser under evolutionens gång.

Sköldar - små sötvattenskräftdjur av underordningen Notostraca - uppträdde först på jorden för cirka 265 miljoner år sedan och har sedan dess behållit sitt utseende oförändrat. Men antagandet om stoppad evolution fungerade inte heller här. Forskare från universitetet i den brittiska staden Hull har sekvenserat flera gener från DNA från cirka 270 individer av de levande sköldarna.

Som ett resultat av detta arbete visade det sig att sköldar idag inte bildar 11, som man tidigare trodde, utan 38 separata arter, och dessa arter tillhör två olika grenar, som delades upp under juraperioden - för cirka 184 miljoner år sedan. Samtidigt skedde aktiv artbildning och motsvarande förändringar i arvsmassan regelbundet, utan att den grundläggande morfologin påverkades.

Den gröna kontinenten har blivit den plats på jorden där de mest ovanliga grupperna av däggdjur har utvecklats isolerat under lång tid.

Tyst plats och finjustering

Men om evolutionen regelbundet introducerar, om än inte omedelbart märkbara, men ständiga konstruktiva förändringar, varför uppstår fenomenet "levande fossiler"? För att illustrera denna mekanism, låt oss vända oss till mänsklighetens historia. Stora migrationer som den stora folkvandringen, bildandet av stater och imperier, spridningen av världsreligioner - allt detta ledde till blandning av etniska grupper och en ständig förändring av människors sätt att leva från generation till generation.

Men det finns fall då, som ett resultat av makroprocesser, någon separat stam hamnade på en avlägsen ö, eller i djupet av djungeln, eller under andra förhållanden som ledde till en isolerad tillvaro, men som inte i någon större utsträckning bidrog till civilisationens utveckling. Och medan järnvägar lades någonstans, moderna städer byggdes, flygplan flög upp i himlen, den isolerade stammen fortsatte att leva som dess förfäder levde, kanske för tusentals år sedan.

Ungefär samma sak, bara på olika tidsskalor, hände i djurlivets historia. Förfäderna till de flesta "levande fossiler" tillhörde i det avlägsna förflutna mycket mer omfattande besläktade grupper av varelser. Detta många släktingar i det förflutna, efter att ha fallit under yxan av naturligt urval, antingen anpassade sig till de förändrade förhållandena, gradvis förvandlas till oigenkännlighet, eller dog ut, förvandlas till återvändsgränd grenar.

Och endast en liten del av gruppen blev, av omständigheternas vilja, paleoendemisk. Hon befann sig i förhållanden som för det första praktiskt taget inte förändrades under loppet av miljoner år och därför inte krävde radikal anpassning, och för det andra isolerade de denna befolkning från naturliga fiender. I dessa evolutionära laboratorier passerade den genetiska klockan med samma hastighet, men det naturliga urvalet hade inget annat val än att finjustera den en gång etablerade morfologin.

Bibel och rock and roll

Flera andra paleontologiska fenomen är nära besläktade med fenomenet "levande fossiler". "Lazaruseffekten" är uppkallad efter en biblisk karaktär som återuppstått av Kristus. Vi talar om arter som, när de väl har registrerats i fossilregistret, sedan verkar försvinna under en lång tid och sedan dyker upp ("återuppstå") igen.

Oftast beror detta helt enkelt på bristen på paleontologiska data: när allt kommer omkring är bildandet av ett fossil inte så mycket normen som ett sällsynt fall, och om resterna av någon varelse inte hittades för en viss tid, gör detta inte menar att det inte var det. Kanske hade han helt enkelt "otur" att lämna fotspår i fossilerna, eller så har dessa fotspår ännu inte hittats. Lazaruseffekten inkluderar också sällsynta fall när ett djur som anses utrotat plötsligt dyker upp bland de levande.

Djupets gåta

Latimeria har på grund av sitt extremt "förhistoriska" utseende länge ansetts vara ett klassiskt exempel på ett "levande fossil". Men med tiden identifierades betydande skillnader mellan denna invånare i Indiska oceanen och de gamla celacanterna. I synnerhet indikerar några av de metaboliska egenskaperna att de fossila släktingarna till coelacanth levde i sötvattenkroppar, där muskelfenorna möjligen hjälpte dem att röra sig, beroende på botten av det grunda vattnet. Dessutom är den moderna coelacanten större än den antika korsfenade fisken.

Ett klassiskt exempel på Lazarus taxon är den flyglösa takahe-fågeln på Nya Zeelands sydön. Resterna av fågeln upptäcktes i mitten av 1800-talet, och även om dess art inte är särskilt gammal, ansågs takahe i 100 år vara helt utdöd. Men uppståndelsen följde ändå. Ungefär samma öde drabbade Chak-bagarna, en ullig grisliknande invånare i Sydamerika. 1930 upptäcktes hans ben och ännu inte fossiliserade, vilket tyder på en relativt nyligen utrotning av arten. Och bara 45 år senare visade det sig att det inte fanns något försvinnande - bara djuret gömde sig väl från nyfikna ögon.

"Elvis-effekten" vittnar också om ett slags vetenskaplig vanföreställning. Som ni vet, efter rock and roll-kungens alltför tidiga död, var det många människor som såg Elvis vid liv i olika delar av Amerika och världen. På samma sätt förväxlades ibland varelser med mycket liknande morfologiska egenskaper, åtskilda av stora tidsintervall, för samma biologiska art som hade överlevt epoker. Ett typiskt exempel kommer från en värld av marina ryggradslösa djur som kallas brachiopoder eller brachiopoder.

En art av brachiopod som heter Rhaetina gregaria har registrerats i fossilerna från sentrias. Trias, för cirka 200 miljoner år sedan, följdes av en händelse känd som trias (eller trias-jura) utrotning, vilket ledde till utrotningen av många arter av ryggradslösa djur.

Men fossiler som går tillbaka till juraperioden innehåller också rester av en varelse som mycket liknar Rhaetina gregaria. Ändå visade ytterligare forskning att Jurassic brachiopod är samma "uppståndna Elvis", det vill säga en varelse som inte är en ättling till Trias axelhuvud, utan en representant för en annan gren, som fick likheter som ett resultat av konvergent evolution – ett fenomen som gav vingar till fåglar och fladdermöss som inte har någon nära relation.

Listan över varelser som har överlevt, så att säga, oförändrade, hela geologiska epoker är omfattande och inkluderar däggdjur, fiskar, fåglar, blötdjur samt växter och bakterier. Men, som vetenskapens data visar, kan ingen av dessa varelser vara bevis på att "stoppa evolutionen". Det är bara det att vi inte alltid vet hennes väg.