Niektóre z najbardziej niezwykłych przemian ciała w ewolucji miały miejsce u zwierząt, które przystosowały się do życia w wodzie od przodków żyjących na lądzie, takich jak współczesne wieloryby, żółwie i foki. W mezozoiku, od 252 do 66 milionów lat temu, kiedy dinozaury tupały po lądzie, wiele grup gadów przeniosło się do mórz, takich jak kultowe ichtiozaury, plezjozaury, krokodyle i mozazaury.
W nowym artykule opublikowanym w czasopiśmie Palaeontology zespół paleobiologów z Bristolu wykorzystał najnowocześniejsze metody statystyczne do przeprowadzenia pierwszego w swoim rodzaju badania ilościowego na dużą skalę, dotyczącego poruszania się mezozoicznych gadów morskich.
Naukowcy zebrali pomiary ze 125 skamieniałych szkieletów i wykorzystali je do zbadania zmian w stylach pływania w obrębie linii rodowych i na przestrzeni czasu, odkrywając, że na początku mezozoiku nie było promieniowania wybuchowego, ale stopniowe zróżnicowanie trybów lokomotorycznych, które osiągnęło szczyt w Okres kredowy.
Główny autor, dr Susana Gutarra z Bristol’s School of Earth Sciences, powiedziała: „Zmiany w anatomii podczas przechodzenia z lądu do morza są ściśle związane z ewolucją pływania. Na przykład płetwy lwów morskich mają stosunkowo krótkie przedramiona i duże dłonie, bardzo różne z chodzących nóg ich przodków. Bogate zapisy kopalne mezozoicznych gadów morskich dały doskonałą okazję do zbadania tych przejść na dużą skalę”.
Współautorka Beatrice Heighton powiedziała: „Uwzględniliśmy pomiary żywych zwierząt wodnych, takich jak wydry, foki i żółwie, których zachowanie podczas pływania jest nam znane. Jest to bardzo ważne, aby zapewnić funkcjonalne odniesienie do starożytnych gatunków, z nieznanym pływaniem tryby”.
W następstwie wyginięcia pod koniec permu, około 250 milionów lat temu, różne grupy gadów stały się wodnymi łowcami, zasiedlając wczesne morza mezozoiczne.
Współautor, dr Tom Stubbs, powiedział: „Po tym niszczycielskim zdarzeniu nastąpiło stopniowe zróżnicowanie trybów lokomotorycznych, co kontrastuje z szybkim promieniowaniem opisanym wcześniej dla strategii żywienia. To fascynujące, ponieważ sugeruje ewolucję typu „głowa pierwsza” w niektórych rodach”.
Ten artykuł rzuca światło na pływanie określonych grup. Dr Ben Moon wyjaśnił: „Ichtiozaury były wysoce wyspecjalizowane w poruszaniu się w wodzie od bardzo wczesnych etapów ich ewolucji. Obejmuje to ich bliskich krewnych, hupehsuchian, które miały morfologię niepodobną do żadnego innego znanego czworonoga wodnego. Ponadto widzimy nakładanie się mozazaurów i ichtiozaurów, co wskazuje, że mozazaury wyewoluowały tryb pływania poprzez oscylujące przywry, inny niż sugerowane w przeszłości falowanie ciała podobne do węgorza.
„W przeciwieństwie do tego, nie znajdujemy dowodów na zbieżność między ichtiozaurami a metriorhynchidami (wysoce wodnymi krokodylopodobnymi thalattosuchami). Ta grupa zachowała dość prymitywnie wyglądające kończyny tylne, co wydaje się nie do pogodzenia z pływaniem za pomocą oscylacji przywry”.
Badanie to zagłębia się również w ewolucję wielkości, cechę związaną z poruszaniem się, fizjologią zwierząt i produktywnością oceanów. Profesor Mike Benton powiedział: „Wiemy, że przechodzeniu do życia w wodzie zwykle towarzyszy wzrost masy ciała, jak widać u waleni, a jedno z naszych wcześniejszych badań pokazuje, że duże rozmiary przynoszą korzyści zwierzętom wodnym, zmniejszając związane z masą koszty opór. Dlatego konieczne było zbadanie tej cechy w szerszym zespole mezozoicznych gadów morskich”.
Dr Gutarra dodał: „Rozmiar ciała podąża za podobnym trendem do zróżnicowania trybów lokomotorycznych, a najszersze rozpiętość rozmiarów ciała wystąpiła również w kredzie, potwierdzając silny związek między nimi. Tempo wzrostu i maksymalne granice wielkości ciała wydaje się bardzo różnić między grupami. To fascynująca obserwacja. Musimy dalej badać, jakie czynniki wpływają i ograniczają wzrost masy ciała w każdej grupie”.
Badania te zostały sfinansowane przez Radę ds. Badań nad Środowiskiem Naturalnym (NERC) i Europejską Radę ds. Badań Naukowych (ERC).