Nova analiza kostiju i mišića drevnih riba daje nove naznake o tome kako je rame evoluiralo kod životinja – uključujući i nas.
Rameni pojas — konfiguracija kostiju i mišića koji kod ljudi podržavaju kretanje ruku — je klasičan primer evolucione „novosti“. Ovde se pojavljuje nova anatomska karakteristika bez ikakvih očiglednih prethodnika; gde se ne dimi pištolj čija je karakteristika jasno vodila ka drugom.
Novo istraživanje, koje spaja niz evolucionih tehnika istraživanja, uključujući fosile, razvojnu biologiju i komparativnu anatomiju, sugeriše novi način sagledavanja kako su evoluirale glavne anatomske karakteristike poput ramena.
Rezultati studije, koju su vodili dr Martin Brazo sa Imperijal koledža u Londonu i istraživači Prirodnjačkog muzeja, objavljeni su u časopisu Priroda.
Jedna teorija o poreklu ramena je da je to bio deo načina na koji su se peraja formirala u parovima sa obe strane ribljeg tela, čija je evolucija omogućila ribama veću kontrolu nad plivanjem i na kraju podstakla prelazak iz vode na kopno. Hipoteza o „škržnim lukovima“ sugeriše da su ove peraje evoluirale iz koštanih „petlji“ koje podržavaju škrge, koje su takođe formirale rame. Međutim, bilo je teško prikupiti bilo kakav dokaz za ovu hipotezu, pošto su karakteristike retko sačuvane u fosilima.
Drugačija teorija o tome kako su peraja nastala, hipoteza o „preklopu peraja“, sugeriše da su prethodnici uparenih peraja evoluirali iz linije mišića na bokovima ribe. Ova teorija je dobila mnogo potkrepljujućih dokaza u 150 godina od kada su obe predložene, ali ne može da objasni kako je evoluirao povezani rameni pojas.
Sada, ponovnom analizom lobanje drevne fosilne ribe ubrzo nakon što se pojavio rameni pojas, zajedno sa drugim linijama dokaza, tim sugeriše da bi istina mogla da leži u modifikovanoj verziji hipoteze škržnog luka koja je pomiruje sa hipotezom o preklopu peraja.
Fosil koji je tim posmatrao je plakoderm, vrste Kolimaspis sibirica, koja je živela pre oko 407 miliona godina i bila je među najranijim ribama koje su nosile čeljusti. Fosil ima dobro očuvano moždano kućište — tvrde unutrašnje delove lobanje koji beleže otiske i druge karakteristike mozga.
Dr Brazo je shvatio da uprkos lošem ili odsutnom očuvanju škržnih lukova u takvim fosilima, dokazi za njih mogu biti dobro očuvani u moždanom slučaju: hrskavičasta ili koštana „kutija“ koja okružuje mozak i podržava senzorne strukture poput očiju i uši. Slučaj mozga pokazao je neobičan zglob glave i ramena naglašen konfiguracijom mišića i krvnih sudova.
Upoređujući ovu osobinu u fosilu ribe sa čeljustima sa karakteristikama moždanog omotača njihovih prethodnika, ribe bez čeljusti, on i tim su otkrili nove načine na koje se ova dva mogu uporediti. Otkrili su da neobičan zglob glave i ramena ima sličnosti sa škržnim lukovima kod ranijih riba, što sugeriše da su oni zadržani i ugrađeni u formiranje ramena u ranoj fazi.
Dok većina riba bez čeljusti ima 5-20 škržnih lukova, ribe sa čeljustima skoro nikada nemaju više od pet. Kombinujući ovo sa novim dokazima o mozgu, tim sugeriše da je šesti škržni luk ugrađen u rame, postajući ključna granica koja je odvajala glavu od tela. Intrigantno, dotok krvi u peraja riba bez čeljusti se pojavljuje između šestog i sedmog škržnog luka.
Dr Brazo, iz Odeljenja za životne nauke u Imperijalu, rekao je: „Izgleda da su škržni lukovi bili uključeni u rano odvajanje glave i tela preko ramena. Ali više nemamo škržne lukove—iako je rame bilo šablonizovano na njima, ne moraju i danas da budu tu“.
„Ovo je u skladu sa nekim ranijim studijama koje su pokazale da mišići mogu ostati veoma stabilni, dok specifične kosti koje ih podržavaju postepeno preuzimaju jednu od druge. Škržni lukovi su možda učinili svoj deo i zamenjeni kako je rame dobijalo novu konfiguraciju, uključujući podršku stvarima kao što su naši vratovi.“
Ovaj nalaz takođe znači da ne mora biti ili/ili u smislu kako su uparene peraje evoluirale. Dr Brazo je dodao: „Naša studija pokazuje kako postoje prednosti obe teorije bez prihvatanja jedne ili druge na veliko. Umesto toga, možemo racionalizovati oblasti koje se preklapaju.“
Dr Zerina Džonson, istraživač u Prirodnjačkom muzeju, dodaje: „Tim će se sledeće fokusirati na primerke iz kolekcije fosilnih riba Prirodnjačkog muzeja. Ovo će uključivati ribe bez čeljusti koje imaju peraja, ali nemaju jasan rameni pojas.“
„Trenutno obrađujemo mnogo gigabajta podataka i jedva čekam da vidim šta će ovi važni primerci iz kolekcije dodati priči.“
