كشف شواهدي از تكامل انگشت در ماهي‌ها
جانوران چهاراندام چندين ويژگي مشترك دارند. آن‌ها داراي ستون فقرات و تقارن دوطرفه هستند و بيشتر ما در انتهاي هركدام از اين اندام‌هاي خود، پنج انگشت داريم (پرنده‌ها نيز زماني داشتند). اينكه اين انگشتان در چه زماني و چگونه، در جانوران ظهور پيدا كرد، يك معما بوده است. ديرينه‌شناسان به‌تازگي اولين شواهد از اين ويژگي آناتوميكي را در باله‌ي ماهي كه ۳۸۰ ميليون سال پيش مي‌زيسته، پيدا كردند. اگرچه ممكن است اين استخوان‌هاي انگشت ابتدايي چندان شبيه انگشت‌هاي امروزي نباشند، يكي از مهم‌ترين انتقال‌ها را در تكامل مهره‌داران نشان مي‌دهند. جان لانگ، ديرينه‌شناس دانشگاه فليندرز در استراليا مي‌گويد:
ما درمورد منشا اينكه چگونه اولين‌بار دست براي تمام مهره‌داران تشكيل شد، به پيشرفت بزرگي دست پيدا كرده‌ايم.
او در بيانيه‌اي گفت:
اين اولين‌بار است كه ما به‌طور واضح انگشتان قفل‌شده در باله‌ي داراي شعاع را در يك ماهي كشف مي‌كنيم. انگشتان بنددار در باله مانند استخوان‌هاي انگشت يافت شده در دستان بيشتر جانوران است.
يكي از مهم‌ترين رويدادهاي تاريخ تكاملي، انتقال از ماهي كه در آب زندگي مي‌كرد، به موجودات چهاراندام (تتراپود) است. اما هنوز شكاف‌هاي علمي قابل‌توجهي دراين‌زمينه وجود دارد. يكي از اين شكاف‌ها، نقطه‌اي است كه در آن ماهي‌ها از عمق آب خارج شده و در آب‌هاي كم‌عمق به جستجوي غذا مشغول شدند؛ چيزي كه به‌عنوان مرحله‌ي حدواسط قبل‌از خزيدن روي زمين محسوب مي‌شود. براي تكميل اين انتقال، جانوران به چيزي نياز داشتند كه براي خزيدن كاملا حياتي بود، يعني دست‌ها و پاها و انگشتان. اين همان جايي است كه نمونه‌اي از يك ماهي كه به گروه لبه‌بالگان تعلق داشته و Elpistostege watsoni نام دارد، وارد تصوير مي‌شود. اين موجود، نوعي ماهي تتراپودمانند است كه به راسته‌اي به‌نام الپيستوستگاليا (Elpistostegalia) تعلق داشته و روي خط اجدادي قرار دارد كه به تتراپودها منتهي مي‌شود. درك ما از پيدايش تتراپودها تا حد زيادي متكي‌بر دانشي است كه درمورد اين راسته داريم.
ركوردهاي فسيلي راسته‌ي الپيستوستگاليا بسيار كمياب و در موارد موجود نيز آناتومي اسكلتي بخش باله‌ي سينه‌اي ناقص بوده است. تا اينكه در سال ۲۰۱۰ در كبك كانادا يك اسكلت كامل فسيل‌شده‌ي حدودا ۱/۵۷ متري از E. watsoni كشف شد. لانگ و ديرينه‌شناس ديگري به‌نام ريچارد كلوتير از دانشگاه ريموسكي كبك، به دقت استخوان‌هاي فسيل شده را مورد مطالعه قرار دادند تا ببيند كه اين استخوان‌ها چه چيزي درمورد اين جانور اسرارآميز مي‌گويند. اين مقاله‌ي اول از مجموعه مقالاتي است كه درمورد اين فسيل منتشر خواهد شد و توضيح مي‌دهد كه چگونه پژوهشگران از سي‌تي‌اسكن براي كشف آناتومي اسكلت باله استفاده كردند. لانگ مي‌گويد:
ما روي كشف استخوان‌هاي انگشت در باله متمركز شديم زيرا اين كشف واقعا حيرت‌آوري بود، اولين مورد قطعي (نه مباحثه‌برانگيز) از يك ماهي كه داراي استخوان‌هاي انگشت است. وقتي ما اسكلت باله‌ي Elpistostege را با اسكلت‌هاي بازو و دست جانوران خشكي‌زي مقايسه كرديم، مشخص شد كه رديف‌هاي استخوان‌هاي انگشت (در مفهوم تكاملي) همانند استخوان‌هاي بندانگشت در دستان جانوران خشكي است.
مقايسه‌ي آناتومي اندام تتراپود ابتدايي
استخوان‌ها دقيقا انگشتان واقعي نيستند زيرا درون باله كه مانند دستكشي بدون پنجه است، گير افتاده‌اند و نمي‌توانند آزادانه حركت كنند. اما اين ويژگي، جانور را به‌عنوان موجود حد واسط بين ماهي و تتراپود تأييد مي‌كند. اگرچه برخي فكر مي‌كردند كه انگشتان و استخوان‌هاي كف دست منحصر به تتراپودها است، شواهدي برخلاف آن وجود دارد. براي مثال، آرايش تتراپودمانند استخوان‌هاي بازو، راديوس (زند زبرين) و اولنا (زند زيرين) در ماهي‌هاي گروه لبه‌بالگان كه در سال ۱۹۸۲ كشف شد. كلوتير توضيح مي‌دهد:
منشا انگشتان با توسعه‌ي توانايي ماهي براي حمايت وزن خود در آب‌هاي كم‌كمق يا براي سفرهاي كوتاه روي خشكي ارتباط دارد. افزايش تعداد استخوان‌هاي كوچك در باله سطح بيشتري از انعطاف‌پذيري را مهيا مي‌كند تا ماهي بتواند وزن خود را ازطريق باله پخش كند. ويژگي‌هاي ديگري كه مطالعه نشان داد مربوط به ساختار استخوان بازو (هومروس) است كه آن نيز ويژگي‌هاي را نشان مي‌دهد كه با دوزيستان اوليه مشترك است. Elpistostege لاخبار تخصصيا جد ما نيست اما نزديك‌ترين موجودي است كه ما را به يك فسيل انتقالي يعني واسط ميان ماهي‌ها و تتراپودها مي‌رساند.
پژوهشگران در ادامه‌ي پژوهش‌هاي خود، روي سر و بخش‌هايي از جمجمه تمركز خواهد داشت و براي رديابي بيشتر اين ارتباطات تكاملي، مقايساتي را با تتراپودهاي اوليه انجام خواهند داد. لانگ مي‌گويد:
اين واقعا نمونه‌ي شگفت‌آوري است.
نتايج اين پژوهش در مجله‌ي Nature منتشر شده است.
هم انديشي ها