Fra vann til land

Det skulle mer til enn føtter for å klare overgangen fra fisk til landdyr. Skallen til fiskekrypet Tiktaalik avslører mer om hvordan ferden gikk ut av det våte element.

Publisert
En modell av Tiktaalik roseae i det forskerne tror kan ha vært dyrets miljø for rundt 375 millioner år siden.(Modell: Tyler Keillor, Foto: Beth Rooney)
En modell av Tiktaalik roseae i det forskerne tror kan ha vært dyrets miljø for rundt 375 millioner år siden.(Modell: Tyler Keillor, Foto: Beth Rooney)

En gang for lenge siden - rundt 375 millioner år, plasker og tusler Tiktaalik rundt på grunt vann i et tropisk elvedelta, ett eller annet sted på kloden.

Dette er en annerledes fisk. Kanskje beveger den seg på land i korte perioder.

Den har en flat kropp og et krokodillelignende hode med øynene på toppen, og skarpe tenner – et rovdyr.

Underkjeven og snuten er ganske fiskeaktige, og dyret har fiskeskjell, men det har også hals, og bakhodet ligner mer på kroppen til et landdyr.

Den har dessuten to finneaktige lemmer – med kraftige knoker inni. Den kan bruke finnene til å padle i vannet med, men den kan også presse finnene mot bunnen og skyve sek selv fremover.

Kanskje skyver den også hodet opp over vannoverflaten. Leddene i skuldrene, albuene og vristene er robuste nok til å bære skapningen på land eller i grunt vann.

Fossil

Når Tiktaalik dør, dekkes den hurtig av sedimenter, slik at åtseletere og mikroorganismer ikke kan kaste seg over den som middagsmat.

Sedimentene fortsetter å bygge seg opp over skapningen, mens molekylene i kroppen gradvis erstattes av mineraler fra de omkringliggende sedimentene.

Når lag på lag legger seg over Tiktalik, øker trykket på restene av kroppen, og fiskekrypet blir forsteinet. Tiktalik har blitt en fossil.

Men Tiktaalik befinner seg nå kanskje mer enn hundre meter nede i jordskorpa. I løpet av millioner av år dannes fjell som skyver skapningen vår oppover, og erosjonen sliter vekk lag på lag av de forsteinede sedimentene.

Til slutt har Tiktaalik kommet helt til overflaten igjen. Men nå befinner den seg ikke i tropene lenger. Den ligger på 78° nord, og stikker ut av en klippe på Ellesmere Island i Nunavut, i det canadiske Arktis.

En paleontolog får øye på den merkelige fossilen i 2004, og funnet vekker etter hvert oppsikt verden over.

Anatomien til skallen på Tiktaalik roseae dokumenterer hvordan livet gikk fra vann til land. (Foto: Ted Daeschler)
Anatomien til skallen på Tiktaalik roseae dokumenterer hvordan livet gikk fra vann til land. (Foto: Ted Daeschler)

Forskerne konfererer med de eldre blant inuittene som bor i Canadas Nunavut-territorium, og dermed får skapningen navnet Tiktaalik roseae. På språket inuktikuk betyr Tiktalik ”stor fisk som lever på grunt vann”.

Fyller hull i utviklingslinja

I 2006 offentliggjøres analysene av fossilen. Tiktaalik viser seg å fylle et hull i den evolusjonære utviklingslinja fra fisk til landdyr.

Fra før hadde forskerne fossiler av de tidlige tetrapodene. Tetrapoder betyr firefotede dyr. Disse var tilpasset land med tydelige tær på beina. Så hadde de også fossiler av tetrapodlignende fisk, med brystfinner som hadde begynt å utvikle seg til å bli bein.

Men hva med midt imellom? Der passet Tiktaalik inn. Den levde rundt 12 millioner år før de første tetrapodene som det er funnet fossiler av. De eldste firbeint-fossilene er nemlig 362 millioner år gamle.

Så langt er det funnet over 20 fossile eksemplarer av Tiktaalik, og noen av dem er over 2.5 meter lange.

Det indre hodet

Beskrivelsen av Tiktaalik som ble gjort kjent i 2006, tok ikke for seg den indre anatomien i hodet, fordi disse delene av fossilet var innekapslet i stein.

Jason Downs (foran) og Andrew Gillis leter etter fossiler i det canadiske Arktis, ikke langt fra steder hvor Tiktaalik roseae ble funnet i 2004.(Foto: Ted Daeschler)
Jason Downs (foran) og Andrew Gillis leter etter fossiler i det canadiske Arktis, ikke langt fra steder hvor Tiktaalik roseae ble funnet i 2004.(Foto: Ted Daeschler)

Det har tatt flere år å preparere undersiden av skallen til eksemplarene som ble samlet inn i 2004. Først nå er denne delen av fossilets kropp beskrevet i tidsskriftet Nature. Arbeidet viser undersiden av skallen og gjellebein som er veldig godt bevart.

- Vi ser at kranietrekk som en gang var assosiert med landlevende dyr, først utviklet seg som en tilpasning til livet i grunt vann, sier Jason Downs, postdoc ved Academy of Natural Sciences i USA. Han er hovedforfatter på den nye studien.

- Dette minner oss om at den gradvise livsstilsovergangen fra vann til land krevde mye mer enn bare utviklingen av føtter, sier Ted Daeschler, som var en av lederne for gruppa som oppdaget Tiktaalik.

Hals og solid hode

- Arbeidet vårt demonstrerer at i denne overgangen ble hodet til disse dyrene mer solid, og samtidig mer mobilt i forhold til resten av kroppen, forklarer han i en pressemelding fra University of Chicago.

Fisk i dypt vann beveger seg i det tredimensjonale rommet, og kan lett vende kroppen i retning av sitt bytte.

Paleontolog NeilShubin står bak en modell av Tiktaalik roseae i Dinosaur Collection Room ved Field Museum of Natural Historyt. (Foto: John Weinstein)
Paleontolog NeilShubin står bak en modell av Tiktaalik roseae i Dinosaur Collection Room ved Field Museum of Natural Historyt. (Foto: John Weinstein)

En hals, som kommer til syne for første gang i Tiktaalik-fossilene, blir en fordel i situasjoner hvor kroppen står relativt fast, som i grunt vann og på land, hvor kroppen støttes av utvekster plantet mot en overflate.

Mindre avhengig av gjeller?

Tiktaalik-fossilene dokumenterer også den gradvise reduksjonen av den såkalte hyoidbuen (hyomandibula). Dette er en beinstruktur hos fisk som koordinerer kraniebevegelsene assosiert med pusting og spising under vann.

På veien opp på land, mister hyoidbuen disse funksjonene, og beinet blir tilgjengelig for øret og hørselen. Hos mennesker og andre pattedyr har dette blitt stigbøylen, et av de ørsmå beina midt i øret.

- Den beinete delen av Tiktaaliks hyoidbue er svært redusert fra den primitive tilstanden. Dette kan indikere at disse dyrene allerede begynte å være mindre avhengige av gjellefunksjon, sier Downs.

Kanskje pustet Tiktaalik ikke bare under vann, men også når den stakk hodet over vannet?

Anatomien til livets tidlige overgang fra vann til land har i alle fall aldri tidligere blitt observert så klart som den blir nå. Tiktaalik er bokstavelig talt forgjengeren til alle landdyr - amfibier, reptiler, dinosaurer, pattedyr og til slutt oss mennesker.

En ny studie av Tiktaalik roseae (i midten) viser overgangen fra fisk som Eusthenopteron (nederst) og dyr med begynnende bein, som Acanthostega (nederst).(Illustrasjon: Kalliopi Monoyios)
En ny studie av Tiktaalik roseae (i midten) viser overgangen fra fisk som Eusthenopteron (nederst) og dyr med begynnende bein, som Acanthostega (nederst).(Illustrasjon: Kalliopi Monoyios)

 

Lenker:

University of Chicago: Tiktaalik roseae
University of Chicago: “Fishapod” reveals origins of head and neck structures of first land animals
The Academy of Natural Sciences: New study reveals details of evolutionary transition from fish to land animals
New Scientist (2006): Meet your ancestor - the fish that crawled

Referanse:

Jason P. Downs, Edward B. Daeschler, Farish A. Jenkins & Neil H. Shubin; The cranial endoskeleton of Tiktaalik roseae; Nature; oktober 2008; doi:10.1038/nature07189.