Pereinamųjų formų fosilijos ir evoliucija: trūkstamos grandys ir Archeopteriksas
Atraskite pereinamųjų formų fosilijas ir Archeopterikso vaidmenį evoliucijoje — trūkstamos grandys, jų retumas ir paukščių kilmės paslaptys aiškiai ir įdomiai.
Pereinamojo laikotarpio fosilijos (arba trūkstamos grandys) – tai suakmenėjusios gyvybės formų liekanos, kurioms būdingi dviejų skirtingų grupių požymiai. Tai gali būti reta fosilija, pavyzdžiui, archeopteriksas, turintis ankstyvųjų bruožų, būdingų grupei, kuri vėliau plačiai paplito. Tokios fosilijos dažnai demonstruoja vadinamąją „mozaikinę“ arba mišrią sandarą – organizmo anatomijoje sutinkami tiek senesnės, tiek modernesnės linijos bruožai (pvz., dantys ir ilgas uodeginis stuburas kartu su plunksnomis ir sparnų struktūra).
Terminas „trūkstama grandis“ yra populiarus, bet gal ir klaidinantis: evoliucija paprastai vyksta serijomis pereinamųjų formų, o ne viena vienetine „grandimi“. Dauguma organizmų palieka tik fragmentišką fosilijų įrašą, todėl tarp išlikusių radinių atrodo, tarsi būtų „tarpų trūkumas“, nors realiai jie tiesiog prasti išlikimo ar atradimo atžvilgiu.
Įdomus pereinamųjų formų retumas. Tai rodo, kad naujosios formos dar nėra dominuojančios to meto ekologijoje, o jų populiacijos yra palyginti mažos. Vadinasi, jų fosilijų bus nedaug. Be to, fosilijų gausumą labai veikia taphonomija – organizmo kūno sudėtis, mirties aplinkybės, nuosėdų tipas ir vėlesni geologiniai procesai. Labai smulkios ar lengvos struktūros (pvz., plunksnos, minkštieji audiniai) išliks tik rečiausiose sąlygose arba lagerstätten tipo nuosėdose, kur sąlygos sudaro ypatingas išsaugojimo galimybes.
Solnhofeno kalkakmenyje, kuriame buvo rastas Archeopteriksas, kelių genčių pterozaurų pavyzdžių yra daugiau nei protopaukščių. Tai atspindi ir įrašą, ir biotopinę sąrangą: Juros periode pterozaurai dominavo ore, turėjo įvairias kūno formas ir užėmė daugiasluoksnes ekologines nišas, tad jų liekanų atvaizdavimas Solnhofene yra gausesnis.
Tačiau apatinėje kreidoje situacija yra atvirkštinė. Pterozaurai nyksta, o garsiosiose Kinijos lagerstateno nuosėdose, tokiose kaip Jeholo biota, aptinkama daug įvairių paukščių rūšių. Apatinės kreidos paukščiai akivaizdžiai panašesni į paukščius, o išsivysčiusios savybės leido jiems įsitvirtinti buveinių nišose, kurios anksčiau priklausė tik pterozaurams, o gal anksčiau iš viso nebuvo išnaudojamos. Šios savybės apima trumpesnę kaulinę uodegą arba pygostilį, patobulintą sparnų ir krūtinės skeleto struktūrą, lengvas, tačiau tvirtas kaulus ir plunksnų įvairovę, leidžiančią skristi, manevruoti arba naudotis plunksnomis šilumos reguliacijai ir poravimosi parodymams.
Pastebimas pokytis pterozaurų ir paukščių gausume gali būti paaiškinamas keliais veiksniais, neapsiribojant vien konkurencija: klimato pasikeitimai, maisto tinklų pertvarkos, geografinės izoliacijos, masinės išnykimo bangos ir naujų morfologinių inovacijų (pvz., geresnis plunksnų valdymas ar greitesnis vystymasis jauname amžiuje) galėjo suteikti paukščiams evoliucinę persvarą tam tikrose nišose. Taip pat tyrimų intensyvumas ir nuosėdų prieinamumas skirtinguose laikotarpiuose daro įtaką tam, ką randame.
Fosilijų interpretacija turi atsižvelgti į:
- Išlikimo šališkumą – ne visos organizmų dalys išliks vienodai gerai;
- Geografinį ir laiko pavyzdžiavimą – kai kurios zonos geriau reprezentuotos geologiniame įraše;
- Evoliucinį tempą – kai kurios linijos gali greitai diversifikuotis, todėl tarp formų matomi staigūs pokyčiai (pvz., pagal punktuotos pusiausvyros modelį), o kitos – ilgalaikiai lėti pokyčiai;
- Mosaic evolution – skirtingi organai gali keistis skirtingu tempu, todėl pereinamosios formos dažnai turi mišrius požymius.
Visumoje, pereinamosios fosilijos – nuo Archeopterikso iki tokio pobūdžio radinių kaip Tiktaalik ar įvairūs žinduolių protėviai – suteikia tiesioginių įrodymų, kaip pasikeitė morfologija ir ekologija per laiką. Jos ne tik užpildo „tarpo“ sampratą, bet ir parodo, kaip sudėtingai ir įvairiai vyksta evoliucija: per eksperimentavimą, praradimus, inovacijas ir aplinkos galimybių išnaudojimą.
Londono archeopterikso egzempliorius, atrastas praėjus vos dvejiems metams po "Apie rūšių kilmę" paskelbimo
Mozaikinė evoliucija
Pereinamojo laikotarpio fosilijoms būdinga tai, kad kai kurios savybės yra aiškiai bazinės arba primityvios. Kiti požymiai yra pažangūs ("išvestiniai"). Archeopteriksų priekinės kojos yra išvestinės ir aiškiai rodo gebėjimą skraidyti. Be to, jų plunksnų rachusas (kotas) yra ne centre, o tai būdinga visų paukščių skrydžio plunksnoms. Likusi skeleto dalis buvo tokia pati kaip ir kitų mažų mėsėdžių dinozaurų. p35.
Pereinant iš vienos grupės į kitą, ne visi požymiai pasikeičia tuo pačiu metu. Tai vadinama mozaikine evoliucija. 408 Pereinant iš vienos aukštesnės grupės į kitą, pereinamosios rūšys turi būti sudarytos iš daugybės pereinamųjų rūšių, iš kurių tik kelios gali būti rastos kaip fosilijos.
Klausimai ir atsakymai
Klausimas: Kas yra pereinamojo laikotarpio fosilija?
A: Pereinamojo laikotarpio fosilija - tai suakmenėjusios gyvybės formų liekanos, kurioms būdingi dviejų skirtingų grupių požymiai, pavyzdžiui, archeopteriksas, kuriam būdingi ankstyvieji vėliau paplitusios grupės požymiai.
K: Ką rodo pereinamųjų formų retumas?
A: Pereinamųjų formų retumas rodo, kad naujosios formos dar nėra dominuojančios to meto ekologijoje, o jų populiacijos yra santykinai mažos, todėl jų fosilijos yra retos.
Klausimas: Kas vyravo ore juros periodo metu?
A: Juros periodo ore vyravo pterozaurai.
K: Kuo skiriasi Kinijos lagerstateno nuosėdose rasti paukščiai nuo apatinės kreidos paukščių?
A: Kinijos lagerstateno nuosėdose rasti paukščiai yra primityvesni, palyginti su apatinės kreidos paukščiais, kuriems išsivystė savybės, leidusios įsitvirtinti buveinių nišose, kurios iki tol buvo neištirtos arba užimtos pterozaurų.
Ieškoti