Aventurile vertebratelor din perioada devoniana

Revista Nature ne-a furnizat in ultimii ani numeroase exemple de articole de paleontologie a vertebratelor, dar care au fost centrate in principal in jurul a doua teme majore – dinozauri (cu cat mai multe pene, cu atat mai bine) si hominoide (stramosii oamenilor – cu cat mai pitici sau mai indepartati, cu atat mai bine). Alte grupe de vertebrate au fost de regula mai putin prezente.

Iata insa ca acum, revista Nature a publicat lucrarile unui grup de cercetatori de la Universitatea din Uppsala, Suedia, care a analizat in detaliu o categorie de pesti primitivi, numiti acanthodieni.

Ce anume este de impact stiintific larg (asa cum se cere in cazul oricarui articol acceptat de catre Nature) in studiul lui Martin Brazeau de la Uppsala, in ce fel ne remodeleaza cunostintele noastre despre istoria vietii pe Pamant si in ce fel se incadreaza aceasta noua interpretare intr-un cadru mai larg? – iata intrebarile pe care incercam sa le abordam in discutia cu Dr. Zoltan Csiki, de la Laboratorul de Paleontologie al Facultatii de Geologie si Geofizica, Universitatea din Bucuresti.

R. Zoltan Csiki, ce sunt pestii acanthodieni?

ZC. Iata ca de data aceasta un nou studiu aduce in lumina reflectoarelor un grup de pesti primitivi, mai curand obscuri si in mare masura necunoscuti publicului larg, numiti acanthodieni. Acanthodienii sunt numiti uneori si “rechini cu spini”, datorita formei corpului, reminiscent celei de rechin, si a prezentei unor spini ososi mari, fixati in piele, care sustineau inotatoarele. Deseori, singurele resturi fosile conservate de la acanthodieni sunt reprezentate de acesti spini foarte rezistenti.

Acesti pesti primitivi reprezinta cel mai vechi grup de vertebrate ale caror craniu este prevazut cu o pereche de mandibule – gnathostomatele, care cuprind toate grupele importante de vertebrate din present, cu exceptia chiscarilor (ciclostomilor).

R. Cand au trait acesti pesti in timpul geologic? Si de ce sunt ei importanti pntru oamenii de stiinta?

Detaliu fosila Acanthodes Foto: fossilmuseum.net

ZC. Acanthodienii au populat marile (si mai apoi si apele dulci) in timpul erei paleozoice, intre Silurian si Permian, adica in perioada de timp cuprinsa intre acum 440 si 255 de milioane de ani.

Cum aveau atat caractere de pesti cartilaginosi (condrichthyeni – rechini) si de pesti ososi (osteichthyeni), iar speciile primitive din aceste doua grupe par sa fi fost si ele prevazute cu spinii tipic acanthodieni, pestii acanthodienii au figurat deseori in discutiile referitoare la acest al doilea mare moment de diversificare a vertebratelor – despartirea filogenetica a pestilor ososi si cartilaginosi.

R. Despre ce este vorba de fapt in studiul recent publicat?

ZC. Cum singurul exemplu de cutie craniana descrisa pana recent in cadrul grupului – cel al lui Acanthodes, un reprezentant de talie mare din timpul Carboniferului – aducea mult cu structura craniului de pesti ososi, acanthodienii erau considerati mai strans inruditi cu pestii ososi, probabil chiar avand un stramos comun cu acestia.

Iata insa ca recent-publicatul studiu al lui Martin Brazeau pare sa schimbe aceasta idee adanc inradacinata, si sa ofere o imagine mult diferita asupra primelor etape ale evolutiei gnathostomatelor (adica a vertebratelor inzestrate cu mandibula). Studiul analizeaza resturile craniene a lui Ptomacanthus, un acanthoid descoperit acum mai bine de 35 de ani in roci Devonian inferioare (avand in jur de 412 milioane de ani) si care se afla in prezent in colectiile Muzeului de Stiintele Naturii din Londra.

Spre diferenta de Acanthodes, exemplarul studiat mai demult, craniul acestui acanthodian mai vechi prezinta trasaturi care il apropie mai mult de pestii cartilaginosi primitivi, iar analiza filogenetica prezentata confirma aceasta pozitie. In acelasi timp insa, alti acanthodieni continua sa fie mai apropiati de pestii ososi primitivi.

R. Ce inseamna acest lucru? Cum se produce acest pas spre formarea mandibulelor?

Reconstituire Acanthodes Foto: fossilmuseum.net

ZC. Rezultatele sunt contradictorii, si deocamdata greu de interpretat. Se configureaza insa o reevaluare a interpretarilor legate de originea gnathostomelor (deci a mandibulelor), aceasta nedecurgand intr-un mod simplu.

Cel mai probabil, acanthodienii au reprezentat un grup primitiv de organisme cu mandibule, dintre care unele specii sunt mai apropiate de pestii ososi, iar altele de pestii cartilaginosi. Toate aceaste grupe diferite au experimentat in acelasi timp aparitia unei modificari importante in partea anterioara a arcurilor branhiale (structuri ce sustin branhiile si ajuta la ventilarea acestora). Aceasta modificare era legata de aparitia unui sistem de pompa bucala care inbunatatea circulatia apei (si implicit a oxigenului) catre branhii. In timp aceste portiuni anterioare ale arcurilor deveneau mai robuste si puternice pentru a ajuta pomparea aerului, in asa fel incat puteau fi folosite si pentru a captura mai usor hrana din ce in ce mai voluminoasa. In final, rezultatul a fost deconectarea acestor perechi de arcuri anterioare de la mecanismul branhial si reconectarea lor la craniu in mod independent, acestea devenind mobile –mandibule.

Interesant este faptul ca diversele grupe de pesti primitivi inca explorau posibilitati diferite de a dezvolta mandibulele in timpul Devonianului timpuriu, concomitent cu aparitia deja a primilor reprezentanti ale grupelor moderne de pesti.

R. Si care este semnificatia articolului?

ZC. Acest mare moment evolutiv ale istoriei vertebratelor – aparitia gnathostomatelor, adica a vietuitoarelor cu mandibula, reprezinta, in consecinta, mai mult rezultatul unor tatonari indelungate de tipul “incercare si eroare” (“trial and error”) decat ale unor transformari cu directie clara si legate de grupe de organisme clar delimitate. Concluzia majora care se desprinde din analiza epopeii devoniene a vertebratelor este ca sansa, norocul de “a fi in momentul potrivit la locul potrivit” si intamplarea joaca un rol la fel de important in istoria vietii ca si motoarele clasice ale evolutiei: variabilitatea genetica, adaptarea si selectia naturala.

Limkuri utile:

• Stirea initiala despre pestii acanthodieni a fost preluata de la BBC News
• Site-ul revistei Nature
• Mai multe informatii despre specii fosile la http://en.wikipedia.org/wiki/Portal:Paleontology
• Sursa fotografiilor ww
  w.fossilmuseum.net