En 380 millioner år gammel fossil av en fisk har avslørt at fingre utviklet seg i virveldyr før skapningene krøllet seg ut av havet og utviklet seg til landboende skapninger, som en ny studie beskriver.
Fossilet av den 5,1 fot lange (1,6 meter) fisken, kjent med det vitenskapelige navnet Elpistostege watsoni, antyder at menneskelige hender sannsynligvis utviklet seg, etter hvert, fra finnene til denne fisken, sa forskningslederforskeren Richard Cloutier, professor i evolusjonsbiologi ved University of Quebec i Rimouski.
Fossilet "avklarer spørsmålet om overgangen mellom fisk og firbeinte dyr," kjent som tetrapods, fortalte Cloutier til Live Science i en e-post. "Det er første gang siffer, sett i tetrapods, blir funnet i en finn dekket av vekter og finnstråler, som sett hos fisker."
En fossil å huske
Oppdagelsen av fossilet i Miguasha nasjonalpark i Quebec, tok et helt team. To turister fant forskjellige deler av halen, og Benoît Cantin, en vakthavende-naturforsker i Miguasha-parken, fant det meste av fossilet på stranden, som han gravde ut med Michel Haché og Philippe Duranleau Gagnon, begge naturforskere i parken.
Denne gruppen av naturforskere avdekket "det lengste fossil som noen gang er funnet i Escuminac-formasjonen, mindre enn 200 meter bak museet," sa Cloutier. Dette fossilet var en premie: Selv om det ble brutt i 22 steinheller, viste det det mest komplette eksemplet av E. watsoni til dags dato.
Når halestykkene som ble funnet av turistene ble lagt til, "var det den siste brikken i puslespillet som fullførte vårt unike, 1,57 meter lange eksemplar av Elpistostege, den eneste komplette elpistostegalske, eller tetrapod-lignende fisken, kjent på jorden, "sa Cloutier.
Andre elpistostegalske fisker inkluderer tiktaalik, bare kjent fra ufullstendige fossile prøver i det kanadiske arktiske.
Fossil fiskegalleri
Fiskens verden
Når E. watsoni var i live, for 380 millioner år siden, i Devon-perioden, styrte fisker verden. Det skulle gå ytterligere 150 millioner år før dinosaurer ble til.
E. watsoni bodde i et stort elvemunning langs sørkysten av Euramerica, et gammelt kontinent som inkluderte dagens Nord-Amerika og en del av Europa. På den tiden var Euramerica litt sør for ekvator, altså E. watsoni likte et varmt klima.
På land var det 33 fot høye (10 m) trelignende bregner, samt mindre planter. Men det var ikke noen virveldyr, eller dyr med ryggrad. I stedet var det virvelløse dyr, som skorpioner og tusenbein, sa Cloutier. De eneste virveldyrene, som de skarpe fanget E. watsoni, var i sjøen.
"Eksepsjonell fossil"
Forskerne analyserte fisken via en CT-skanning med høy energi (computertomografi) ved University of Texas i Austin, sa Cloutier. Dette ga teamet, sammensatt av forskere fra University of Quebec i Rimouski og Flinders University i Australia, et digitalt bilde av fossilet som de kunne rotere, forstørre og studere.
Fiskens frontfins, kjent som brystfinner, fanget umiddelbart forskernes oppmerksomhet. Disse finnene hadde forløpere til virveldyrets fingre og armer, inkludert humerus (arm), radius og ulna (underarmen), rader med karpus (håndledd) og phalanges organisert i sifre (fingre), sa forskerne. Det er disse siste, distale bein som forskerne beskrev i den nye studien, publisert online onsdag (18. mars) i tidsskriftet Nature.
"Dette er første gang vi utvetydig har oppdaget fingre som er låst i en finn med finnestråler i en hvilken som helst kjent fisk," sa seniorforfatter John Long, professor i paleontologi ved Flinders University, i en uttalelse. "De artikulerende sifrene i finnen er som fingerbenene som er funnet i hendene til de fleste dyr."
Små rekker med bein i brystfen, som forskerne identifiserte som sifre, "viser at grunnleggende plan for ryggvirvelhånden (inkludert vår egen hånd!) Må ha sin opprinnelse i finnene til avanserte, lamfinnede fisker tilbake i starten av Late Devonian, for mer enn 380.000.000 år siden, "sa Cloutier.
Imidlertid gikk denne fisken sannsynligvis ikke på finnene. Det er for mange små bein der, noe som betyr at fisken hadde mye fleksibilitet i "finger" -regionen, men disse fingrene var ikke optimale for å bære vekt på land. "Mest sannsynlig, Elpistostege svømte, men det kunne ha stått på brystfinner på bunnen av grunt elvemunning og fluvialt vann, "sa Cloutier.
Fiskens overarmbein, eller humerus, viser også funksjoner som deles med tidlige amfibier. Men, "Elpistostege er ikke nødvendigvis vår stamfar, men det er det nærmeste vi kan komme en ekte 'overgangsfossil', et mellomprodukt mellom fisk og tetrapods, "sa Long.
Cloutier bemerket at to av fiskens fingre har to phalanges hver og tre har en phalange hver, i motsetning til mennesker, som har to eller tre phalanges per finger. Imidlertid har ikke alle virveldyr fem fingre, som denne fisken og mennesker.
"Tidlige tetrapods hadde mellom seks og åtte fingre," sa Cloutier.
Etter E. watsoni levde, finnstråler og vekter gikk tapt i brystvedhengene etter hvert som tetrapods utviklet seg videre og til slutt fikk den til å lande. Fortsatt deler alle tetrapods det samme grunnleggende mønsteret av sifre som finnes i E. watsoni, Sa Cloutier.
"Denne oppdagelsen og forskningen gir en bedre forståelse av en av de mest betydningsfulle hendelsene i utviklingen av virveldyr: opprinnelsen til tetrapods overgangen mellom akvatiske fisker og terrestriske tetrapods," sa Cloutier.
