Podczas pandemii krążył mem, w którym pojawiły się różaneczniki Tiktaalik, kultowe, czworonożne rybonogi, które po raz pierwszy przeszły z wody do lądu 375 milionów lat temu. Większość wariacji pokazuje Tiktaalika wystającego z wody i gotowego do wyjścia na brzeg, podczas gdy wyjęta z ramek ręka grozi mu zwiniętą gazetą lub patykiem. Żart polega na tym, że ci z nas, wyczerpani współczesnym światem, życzą sobie, abyśmy mogli cofnąć się w czasie, zepchnąć go z powrotem do wody i zatrzymać ewolucję na jej torze, oszczędzając sobie dzisiejszego dnia wojny, zarazy i internetowych memów.
Jak się okazuje, jeden z bliskich krewnych Tiktaalika właśnie to zrobił, decydując się na powrót do życia na otwartej wodzie zamiast wyruszenia na ląd. Nowe badanie przeprowadzone w laboratorium dr Neila Shubina, który w 2004 roku współodkrył Tiktaalika, opisuje gatunek skamieniałości, który bardzo przypomina Tiktaalika, ale ma cechy, które sprawiają, że jest bardziej przystosowany do życia w wodzie niż jego żądny przygód kuzyn. Qikiqtania wakei była niewielka – miała zaledwie 30 cali długości – w porównaniu do Tiktaalika, który mógł dorastać do dziewięciu stóp. Nowa skamielina obejmuje częściową górną i dolną szczękę, części szyi i łuski. Co najważniejsze, ma również kompletną płetwę piersiową z wyraźną kością ramienną, która nie ma grzbietów, które wskazywałyby, gdzie mięśnie i stawy byłyby na kończynie zorientowanej na chodzenie po lądzie. Zamiast tego ramię Qikiqtanii było gładkie i zakrzywione, bardziej przystosowane do wiosłowania pod wodą. Wyjątkowość kości ramion Qikiqtanii sugeruje, że powróciła ona do wiosłowania po wodzie po tym, jak jej przodkowie zaczęli używać swoich wyrostków do chodzenia.
„Na początku myśleliśmy, że może to być młody Tiktaalik, ponieważ był mniejszy i być może niektóre z tych procesów jeszcze się nie rozwinęły” – powiedział Shubin. „Ale kość ramienna jest gładka i ma kształt bumerangu i nie ma elementów, które wspierałyby jej wypychanie się na ląd. Jest zupełnie inna i sugeruje coś nowego”.
Artykuł „A New Elpistostegalian from the Late Devonian of the Canadian Arctic and the różnorodności of stem tetrapods” został opublikowany 20 lipca 2022 r. w „Nature”.
Projekt prehistorycznej pandemii
Shubin, który jest profesorem biologii organizmów i anatomii Roberta R. Bensleya na Uniwersytecie w Chicago, znalazł skamieliny na kilka dni przed odkryciem Tiktaalika w miejscu około jednej mili na wschód na południowej wyspie Ellesmere na terytorium Nunavut w północnej Arktyce Kanada. Nazwa Qikiatania pochodzi od inuktutuckiego słowa Qikiqtaaluk lub Qikiqtani, tradycyjnej nazwy regionu, w którym znajduje się stanowisko kopalne. Nazwa gatunkowa wakei jest upamiętniająca zmarłego Davida Wakea, wybitnego biologa ewolucyjnego z Uniwersytetu Kalifornijskiego w Berkeley.
Shubin i jego partner terenowy, dr Ted Daeschler z Akademii Nauk Przyrodniczych Uniwersytetu Drexel, zebrali okazy z kamieniołomu po dostrzeżeniu kilku obiecująco wyglądających skał z charakterystycznymi, białymi łuskami na powierzchni. Ale siedzieli w magazynie, w większości niesprawdzeni, podczas gdy zespół koncentrował się na przygotowaniu Tiktaalika.
Piętnaście lat później odkrycie Qikiqtanii stało się kolejną historią pandemii. W marcu 2020 roku badacze z tytułem doktora Justin Lemberg i dr Tom Stewart zeskanowali tomografem komputerowym jeden z większych okazów skalnych i zdali sobie sprawę, że zawiera on płetwę piersiową. Niestety, był zbyt głęboko w skale, aby uzyskać obraz w wysokiej rozdzielczości, i nie mogli zrobić z nim wiele więcej, gdy pandemia zmusiła laboratoria do zamknięcia.
„Staraliśmy się zebrać jak najwięcej danych CT materiału przed zamknięciem, a ostatni zeskanowany element był dużym, skromnym blokiem z zaledwie kilkoma drobinkami łusek widocznymi z powierzchni” – powiedział Lemberg. który obecnie zajmuje się zarządzaniem zasobami kulturowymi w południowej Kalifornii. „Nie mogliśmy w to uwierzyć, gdy pojawiły się pierwsze, ziarniste obrazy płetwy piersiowej. Wiedzieliśmy, że moglibyśmy zebrać lepszy skan bloku, gdybyśmy mieli czas, ale to było 13 marca 2020 r., a Uniwersytet został zamknięty wszystkie nieistotne operacje w następnym tygodniu.”
Latem 2020 roku, kiedy obiekty kampusu zostały ponownie otwarte, skontaktowali się z dr Markiem Websterem, profesorem nadzwyczajnym nauk geofizycznych, który miał dostęp do piły, która mogła przycinać fragmenty próbki, aby skaner CT mógł się zbliżyć i uzyskać lepszy obraz. Stewart i Lemberg starannie zaznaczyli granice bloku i umówili się na wymianę poza swoim laboratorium w Culver Hall. Uzyskane obrazy ujawniły prawie kompletną płetwę piersiową i kończynę górną, w tym charakterystyczną kość ramienną.
„To właśnie rozwaliło nasze umysły” – powiedział Shubin. „Na początku nie był to fascynujący blok, ale zdaliśmy sobie sprawę podczas blokady COVID, kiedy nie mogliśmy dostać się do laboratorium, że oryginalny skan nie był wystarczająco dobry i musieliśmy przyciąć blok. A kiedy to zrobiliśmy, spójrz na to, co się stało. To dało nam coś ekscytującego do pracy podczas pandemii. To fantastyczna historia”.
Wgląd w historię kręgowców
Qikiqtania jest nieco starsza od Tiktaalika, ale niewiele. Przeprowadzona przez zespół analiza miejsca, w którym znajduje się na drzewie życia, umieszcza go, podobnie jak Tiktaalika, w sąsiedztwie najwcześniejszych stworzeń, o których wiadomo, że mają palce przypominające palce. Ale chociaż wyraźna płetwa piersiowa Qikiqtanii była bardziej odpowiednia do pływania, nie była też całkowicie podobna do ryby. Jego zakrzywiony kształt wiosła był wyraźną adaptacją, różną od stawów, umięśnionych nóg lub płetw w kształcie wachlarza, które widzimy dzisiaj u czworonogów i ryb.
Mamy tendencję do myślenia, że zwierzęta ewoluowały w linii prostej, która łączy ich prehistoryczne formy z jakąś żywą istotą dzisiaj, ale Qikiqtania pokazuje, że niektóre zwierzęta pozostały na innej ścieżce, która ostatecznie nie wyszła. Może to lekcja dla tych, którzy chcieliby, aby Tiktaalik został z nim w wodzie.
„Tiktaalik jest często traktowany jako zwierzę przejściowe, ponieważ łatwo jest dostrzec stopniowy wzorzec zmian od życia w wodzie do życia na lądzie. Ale wiemy, że w ewolucji rzeczy nie zawsze są takie proste” – powiedział Stewart, który dołączył do wydziału na Penn State University tego lata. „Rzadko mamy przebłyski w tej części historii kręgowców. Teraz zaczynamy odkrywać tę różnorodność i rozumieć ekologię i unikalne adaptacje tych zwierząt. To coś więcej niż prosta transformacja z ograniczoną liczbą gatunek.”
Badania były wspierane przez Fundację Brinson, Akademię Nauk Przyrodniczych Uniwersytetu Drexel, Wydział Nauk Biologicznych Uniwersytetu Chicago, Kanadyjski Program Zasobów Naturalnych Polarnej Szelfy Kontynentalnej, Departament Kultury i Dziedzictwa Nunavut, Hamlet of Grise Fiord i jej Iviq Hunters and Trappers Association oraz National Science Foundation.