Baltijos stuburinių paleontologių pasaulinis pripažinimas ir keletas įdomių straipsnių apie ankstyvuosius stuburinius
12 views
Skip to first unread message
Andrej S
Aug 6, 2009, 6:56:46 PM8/6/09
to G-mokslai
2007 metais, Stokholmo gamtos istorijos muziejuje, buvo suorganizuotas XI tarptautinis ankstyvųjų bei "žemesniųjų" stuburinių simpoziumas. Jo tikslas buvo - tarptautinio ankstyvųjų stuburinių tyrinėtojų jėgų suvienijimo 40 paminėjimas. Kitas šio simpoziumo tikslas buvo Baltijos paleontologių - Valentinos Karatajūtės-Talimaa (Lietuva) ir Elgos Mark-Kurik (Estija) indelio į ankstyviausiųjų stubrurinių paleobiologijos mokslą pagerbimas.
Kaip šio simpoziumo rezultatas, 2009 metų gegužę išėjo specialus mokslinio žurnalo "Acta Zoologica" numeris, skirtas šio simpoziumo temai. Iš jo turinio, mes matome, kad tuo metu buvo susirinkusios dauguma paleozojaus stuburinių paleontologų superžvaigždžių (tarp jų visi per GMF kiną rodytame filme - "The Missing Link" buvę herojai). Simpoziumo temos, kaip nusako jo pavadinimas, be istorinių pranešimų, centravosi aplinkui ankstyvųjų stuburinių evoliucijos ir paleoekologijos temas. Tačiau, pats metodologinių priėjimų spektras buvo tikrai platus - 30 pateiktų straipsnių galima pamatyti tyrimus, kurie varijuoja nuo skeletinių audinių histologijos ir evoliucinės vystymosį biologijos (evo-devo), polimorfizmo šarvuotų žuvų kladose, filogenetinės ankstyvųjų stuburinių struktūros iki plėšros bei parazitizmo tyrimų paleontologiniame metraštyje.
Straipsnių rinkinys prasideda nuo paleoichtiologijos mokslo istorijos. Nes būtent prieš 40 metų įvyko pirmasis tarptautinis simpoziumas skirtas seniausiems stuburiniams. Jo metu dalyvavo daug iškilių asmenybių, - tokių kaip Erik Stensiö, Erik Jarvik, Walter Gross, Tor Ørvig ir kiti. Beje pirmasis iš paminėtų mokslininkų - Erik Stensiö, yra taip vadinamos "Švedijos paleoichtiologijos mokyklos" pradininkas. Dėka nepailstamo, kruopštaus ir inovatoriško darbo, jis atvėrė naujus kelius bežandžių žuvų evoliucinės morfologijos pažinimui. Už tai jam buvo suteiktas Darvino-Voleso sidabrinis medalis (auksinį medali gavo tiktai pats Volesas, kuris yra evoliucijos teorijos bendraautorius Darvino atžvilgiu:-) už išskirtinius nuopelnus evoliucijos teorijoje, kuris suteikiamas grupei žmonių vieną kartą per 50 metų. Erikas savo tyrimuose visu pirma žinomas tuo, kad jis pirmą kartą panaudojo seriinių pjūvių metodiką neuroanatomijos tyrimuose. Šarvuotosios žuvis buvo įmūritos į kietas silicingas uolienas ir visapusiškai liekanų neįmanoma būtu išlaisvinti iš aplinkinės matricos. Užtat jis tas uolienas šlifavo po milimetrą ir šlifų vietas fotografavo. Ir taip galų gale iš liekanos nieko nelikdavo išskirus dulkių krūvą bei eilę fotografijų. Jis, naudodamas tas fotografijas sugebėjo atkūrti (sukūriant modelį) kaip atrodė vidinė 380 mln. metų senumo žuvų trimatė anatomijai - ir tai daug dešimtmečių prieš (1927 metais) kompiuterinės tomografijos atradimą! Iliustracija iš Erik Stensiö darbo, kur matomos seriinių pjūvių nuotraukos ir atkūrtas centrinės nervų sistemos vaizdas - Mimetaspis_hoeli_neuroanatomija.JPG. Taip jis parodė, kad iš pažiūros primityvus bežandžiai ne tokie jau primityvus, o smegenų išsivystymas ir sandarą panašus į ryklių! Tuo tarpu antras iš minėtų paleontologų - Erik Jarvik yra žymiosios "tarpinės grandies" - ikoninės Ichthyostegą tyrimų autorius. Tačiau kaip pažymi įvadinio žodžio į simpoziumą autoriai - šiame susitikime nebuvo dviejų svarbių žmonių - Elgos Mark-Kurik ir Valentinos Karatajūtės-Talimaa (jų nuotrauka - Val-Elg.JPG). Jos tuo metu buvo aktyvios paleoichtiologijos tyrinėtojos. Jos negalėjo dalyvauti simpoziume dėl to kad tuo metu buvo TSRS pilietės. O tais laikais išvažiavimas už TSRS buvo stipriai ribojamas. Tačiau, nepaisant to, jos aktyviai kūrė paleoichtiologų socialinį tinklą, kuris apjungė skirtingas mokslo mokyklas naujai darbo sintezei. Elga ir Valentina, abidvi baigė aspirantūras Maskvos paleontologiniame institute pas žymų Rusijos paleontologą Dmitrijų Obručevą (kaip pasakojo Valentina, jis jaunystėje, Rusijos Imperiojos laikais, kurį laiką gyveno Vilniuje ir mėgdavo vėliau (jau sovietiniais laikais) čia atvažiuoti). Elga užsiėmė plakoderminių (šarvuotųjų žuvų) bei psamosteidinių heterostrakų (šarvuotųjų bežandžių žuvų grupė) tyrimais, tuo tarpu Valentina, pradžioje tyrinėjusi plakodermines žuvis, vėliau įsigilino į stuburinių mikroliekanų (žvynų, dantukų ir teserų) tyrimą, vadovaujama vokiečių paleontologo Walter'io Gross'o. Jų tyrimai padėjo kur kas gyliau suprasti ankstyvųjų stuburinių evoliuciją. O mikropaleontologiniai tyrimai, kuriais ir iki šiol užsiiminėja Valentina atlieka svarbu vaidmenį stambaus masto stuburinių grupių giminystės nustatyme, pagal skeletinių audinių prigimtį. Kartu su australų paleontologais, ji aprašė galimą seniausią pasaulyje stuburinį iš Australijos kambro periodo klodų. Šį atradimą aprašė "Nature" straipsnyje (A possible Late Cambrian vertebrate from Australia). O taip pat aprašė naują, primityvių kremzlinių žuvų būrį (Kaip sakė Valentina, gal būt klasę?) iš Mongolijos silūro ir vėlyvojo ordoviko periodų, kuriuos pavadino Mongolepida (Mongolijos žvynai). O jos aspirantas (dabar jau Latvijos valstybinio universiteto profesorius) Ervīns Lukševičs, atliko tyrimus, kurie suteikė naujų žinių apie keturkojų gyvūnų atsiradimą, įskaitant Livoniana multidenta, populiarioje kultūroje pasirodžiusią kaip pagrindinė žvaigždė, BBC Horizon serijoje - "The Missing Link".
Tačiau, - tai praeities laimėjimai ir nuopelnai. O kokios gi dabar karščiausios naujienos ankstyvųjų stuburinių tyrimų pasaulyje? Šioje apžvalgoje norėčiau pateikti 3 tyrimus išspausdintus nagrinėjamame "Acta Zoologica" numeryje. Pirmas tyrimas, atliktas rusų paleontologo iš Maskvos paleontologijos instituto - Olego Lebedevo. Jis yra skirtas paslaptingo permo periodo ryklio - Helicoprion, keistos diskinio pjūklo pavidalo dantų sistemos, padėties žandikauliuse klausimui bei šio gyvūno grafinei rekonstrukcijai. Kiti du tyrimai yra platesni pagal savo tematiką ir nagrinėja trofinių sąveikų įrodymus ankstyvuosiuose stuburiniuose - plėšrą ir parazitizmą (pagal trofinės sąveikos būdą aišku abudu yra ekvivalentiški, tiktai paskutinis maitinimosį būdas dažniausiai nepriveda prie aukos mirties). Šių tyrimų autoriai yra tarptautinė paleontologų komanda iš Latvijos, Lietuvos, Estijos ir Rusijos (Oleg A. Lebedev, Elga Mark-Kurik, Valentina N. Karatajūtė-Talimaa, Ervins Lukševičs, Alexander Ivanov).
Žūvis (diskinis)-pjūklas
Pirmajame nagrinėjamame straipsnyje, kaip jau ir minėta, kalba eina apie Helikopriono sandarą ir paleoekologiją. Šis milžiniškas ryklis, pavadintas taip (lot. spiralinis pjūklas), dėl to kad jis turėjo keistą spiralės formos 25 - 40 cm skersmens simfizinį dantų kompleksą (prisegtas failas - Helicoprion.JPG). Jo padėtis žandikauliuose ir funkcija ilgą laiką buvo kontroversiškas klausimas. Užtenka sulyginti ankstyvasias ir artimas dabarčiai šio gyvūno galvos rekonstrukcijas (prisegtas failas - Helicopriono_rekonstrukcijos_variantai.JPG). Tiktai vėliau, 1966 metais buvo surastos Helikopriono liekanos, kurios rodė kad simfizinis kompleksas bazavosi apatiniame žandikaulyje.
Pagal žinomą paleontologinių radinių paplitimą, Helikoprionai ir jiems giminingos formos (išmiręs būris Eugeneodontiformes) yra kosmpolitinė grupė, paplitusi beveik aplinkui visą Pangėjos kontinentą, kuri veikiausiai buvo vandenyniai gyvunai retkartėmis užplaukiantys į seklesnes epikontinentine jūras. Pagal savo gyvenimo būda jie veikiausiai panašėjo į dantytuosius banginius (pvz. kašalotus). Kaip rodo paskutinis tyrimas, mikroibrėžimai dantų paviršiuje eina radialiai nuo dantų paviršiaus, o tai reiškia kad šie spiraliniai dantų kompleksai saveikavo su viršutinio žandikaulio dantimis, o ne tarnavo kaip kažkas spėjo, tarsi plūgai dugno arimui, ieškant bestuburių. "Kerpanti" dantų forma ir jų ašmenų dantytumas rodo kad šie plėšrūnai naudojo juos pagrinde minkštųjų audinių pjovimui, o ne kietų audinių kramtymui. Ir veikiausiai medžiojo minkštakūnius galvakojus moliuskus arba bent jau puldavo minkštasias jų dalis, neliečiant kriauklės. Taigi tai dar labiau supanašina Helicoprion su dabartiniu kašalotu, kuris turi dantys tiktai apatiniame žandikaulyje ir medžioja pagrinde stambius galvakojus moliuskus. Pagal artimiausių giminaičių pilnų liekanų radinius, daroma prielaida kad šio plėšrūno kūno forma taipogi buvo fuzifoirminė (torpedos pavidalo). Pagal simfizinio dantų komplekso dydžio paliginimą su galvos ir kūno dydžiu pas kitas giminingas Helikoprionui formas, jis turėjo būti apie 5 - 8 metrų ilgio. Tai yra kaip dydžiausi dabartiniai rykliai. Prisegtame faile galite pamatyti kaip galėjo atrodyti šis milžiniškas permo periodo plėšrūnas, pagal naujausius paleontologinius duomenys - Nauja_Helicoprion_rekonstrukcija.JPG.
Kas valgė šarvuotas ir riešapelekes žūvis devono periodo metu?
Biotinių sąveikų tyrimas paleontologiniame metraštyje yra viena iš karščiausių paleontologinių tyrimų temų (G-moksluose - Naujienos apie Kambro pasaulį... ). Baltijos šalių ir Rusijos paleontologai, pateikė tyrimų rezultatus, kuriuose bandomos išaiškinti, trofinės sąveikos susijusios su ankstyvaisiais stuburiniais. O tiksliau, kas juos valgė, įvairiuose organizacijos lygiuose (nuo atskirų audinių iki viso organizmo)?
Pirmajame straipsnyje susijusiame su šia tema, kalba eina apie įvairaus tipo parazitizmo požymius įvairiose vidurinio-vėlyvojo devono žūvyse bei bežandžiuose (pas heterostrakus ir mėsingapelekes žūvis). Aptiktos parazitų žymės yra skirtingų tipų, vienos iš jų tai parazitų prisitvirtinimo žymės, kitos - parazitų įsiskverbimo žymės o trečios parazitų gyvenimo kaulų viduje žymės. Kaip manoma, duobučių pavidalo žymes žūvų egzoskelete paliko irklakojam (Copepoda) giminingi arba akologiškai analogiški vėžiagyviai. Tuo tarpu, galu (gumbų) formavimasis veikiausiai yra susijęs su trematodų lervų parazitizmo atvėjais. Gręžimosi skylės žvynuose ir odiniuose kauluose, veikiausiai irgi paliktos kažkokių vėžiagyvių (arba kitų neidentifikuotų parazitų). Tuo tarpu kauliniai audiniai suvarpyti tokiu būdu, kai pradeda panašėti į kempinišką audinį, veikiausiai yra paveikti vienaląsčių parazitų (pvz. prisegtame faile - Mikroparazitizmas.JPG). Autoriai mini kad tai yra seniausi egzoskeletinių stuburinių audinių parazitavimo atvejai paleontologiniame metraštyje. Tačiau, kaip rodo paleontologinis metraštis, parazitizmas kai kuriose bestuburių grupėse atsirado jau kambro periode (apie 120 mln. metų anksčiau). Ir stuburiniai žinomi jau nuo kambro. Taigi, iškyla klausimas - kodėl niekas neparazitavo stuburinių (bent jau jų kietųjų audinių) iki tol? Straipsnyje įtikinamo atsakymo nėra. Šis klausimas yra tikrai įdomus. Tokio laikinio lago priežastys gali būti įvairiausios - nuo parazitų suklęstėjimo (tačiau spėjami parazitai yra parafilėtiški, todėl klausimas tiktai atidedamas, nes tada reiktu paaiškinti - kodėl suvešėjo parazitai), iki pačių stuburinių ekologijos pasikeitimo. Kad atsakyti į šį klausimą reiktu vykdyti parazitinių pažeidimų sisteminį tyrimą visuose gyvunų tipuose, bei plačiam laikiniam kontekste (tarkim paleozojaus eroje). Tai, galėtu padėti išaiškinti priežastys.
Kitame straipsnyje, šneka eina apie plėšros požymius, skeletinėse liekanose (kiti būdai nustatyti trofinius santykius - pilvo turinio tyrimas arba koprolitų (iškastinių fekalijų) tyrimai). Šioje studijoje, buvo ištirtos įvairių šarvuotų, mėsingapelekių bei bežandžių žūvų skeletinės liekanos iš devono periodo Rytų Europos (Ukraina, Latvija, Estija ir Centrinė Europinė Rusija). Jos metu buvo surasta daugybė plėšrūnų užpuolimo įrodymų - įkandimo žymių, kurios vėliau užgydavo, bet vis tiek palikdavo pėdsaką - randą . Tyrimo metu buvo analizuojamos įvairaus amžiaus liekanos (nuo ankstyvojo iki vėlyvojo devono). Ankstyvajame devone, Larnovaspis kneri (Lankester, 1868) liekanų (Larnovaspis.JPG) bei faunistinė analizė parodė, kad tokio tipo žaizdas veikiausiai galėjo sukelti jūriniai skorpionai, kurie kartais užaugdavo iki vidutinio krokodilo dydžio (arba, kas mažiau tikėtina, šias žaizdas galėjo palikti akantodai). Viduriniame devone, dydžiausias įkandimų žymių intensyvumas randamas bežandžių - heterostrakų grupėje, nors pasitaiko ir kitose grupėse. Autorių nuomone tikėtiniausi užpuolikai yra riešapelekės žūvis, tarp kūrių buvo ir tikrai stambių (pvz. Laccognathus turėjo 38 cm ilgio žandikaulius). Vėlyvajame devone plėšrūnų spektras praplatėjo dar labiau, ir prie prieš tai buvusių jūrų skorpionų, stambių akantodų, riešapelekių žūvų, prisidėjo dar ir primityviausi tetrapodomorfai - tikėtini mūsų protėviai ar jų giminaičiai (pvz. Panderichthys (panderichčio dantų komplektas surastas sgmd ekspedicijos metu 2005 metais) ir Livoniana). Autorių tyrimas rodo, kad devono periodo metu palaipsniui vis didėjo plėšrių stuburinių įvairovė - devono periodo pradžioje plėšrūs buvo, kiek yra žinoma, tiktai akantodai, tuo tarpu devono pabaigoje prie jų prisijungė plakodermai, riešapelekės ir keturkojai. Kiek yra žinoma prieš devoną buvusio silūro periodo nuogulose nėra rasta stubūrinių įkandimų žymių, ir kiek žinoma tuo metu egzistavo vos keletas žinomų stuburinių plėšrūnų. Tuo tarpu, jau sekančiame po devono periode, stubūrinių plėšrūnų įvairovė buvo labai aukšta ir sulyginama su šiandienine.
Nauji tyrimai ir nesiliaujanti atradimų banga stuburinių paleontologijoje, žada didelius atradimus ateityje. Tačiau, reikia prisiminti, kad pagrindas jiems buvo sukūrtas daug anksčiau. O žmonės atlikę tą darbą, tikrai verti pagarbos.
Nuorodos G-moksluose:
Paskaita apie keturkojų atsiradimą ir ankstyvąją evoliuciją [ketvirtadienis, 19 val., VU GMF, geotektonikos a.]
Neil Shubin ir Sean Carrol (paskaitos apie evoliucinę vystymosi biologiją)
Okeaniniai Įvykiai Lietuvos Silūro Pjūviuose. Dr. A. Brazauskas [sgmd video]
Ventastega curonica - seniausias keturkojis iš Latvijos
Nuorodos:
Acta Zoologica. Volume 90 Issue s1 , Pages 1 - 384 (May 2009) Special Issue: Forty Years of Early Vertebrates. Papers from the 11th International Symposium on Early and Lower Vertebrates - Specialus Švedijos mokslinio žurnalo "Acta Zoologica" numeris, skirtas ankstyvųjų ir "žemesniųjų" stuburinių vienuoliktam simpoziumui.
Straipsniai iš leidinio panaudoti apžvalgoje:
Per E. Ahlberg, Henning Blom, Catherine A. Boisvert. Introduction (p 1-2). Acta Zoologica. Published Online: May 19 2009 9:40AM - Įvadinis straipsnis apie ankstyvųjų stuburinių tyrimo istoriją
Hans-Peter Schultze, Susan Turner, Algimantas Grigelis. Great northern researchers: discoverers of the earliest Palaeozoic vertebrates (p 3-21). Acta Zoologica. Published Online: May 19 2009 9:40AM - Straipsnis apie Elga Mark-Kurik ir Valentiną Karatajūtę-Talimaa, jų nuopelnus stuburinių paleontologijai.
Hans-Peter Schultze. The international influence of the Stockholm School (p 22-37). Acta Zoologica. Published Online: May 19 2009 9:40AM - Straipsnis apie "Stokholmo mokyklos" įtaką pasauliniams stuburinių paleontologijos tyrimams.
O. A. Lebedev. A new specimen of Helicoprion Karpinsky, 1899 from Kazakhstanian Cisurals and a new reconstruction of its tooth whorl position and function (p 171-182). Acta Zoologica. Published Online: May 19 2009 9:40AM - Straipsnis, kuriame pateikiami nauji duomenys ape paslaptinguosius paleozojaus ryklius - Helikoprionus.
Ervīns Lukševičs, Oleg Lebedev, Elga Mark-Kurik, Valentina Karatajūtė-Talimaa. The earliest evidence of host–parasite interactions in vertebrates (p 335-343). Acta Zoologica. Published Online: May 19 2009 9:40AM - Seniausi šeimininko - parazito saveikos įrodymai stuburiniuose.
Oleg A. Lebedev, Elga Mark-Kurik, Valentina N. Karatajūtė-Talimaa, Ervins Lukševičs, Alexander Ivanov. Bite marks as evidence of predation in early vertebrates (p 344-356). Acta Zoologica. Published Online: May 19 2009 9:40AM - Plėšros pėdsakai (įkandimų žymės) ankstyvųjų stuburinių liekanose.
--
AS
Kaip šio simpoziumo rezultatas, 2009 metų gegužę išėjo specialus mokslinio žurnalo "Acta Zoologica" numeris, skirtas šio simpoziumo temai. Iš jo turinio, mes matome, kad tuo metu buvo susirinkusios dauguma paleozojaus stuburinių paleontologų superžvaigždžių (tarp jų visi per GMF kiną rodytame filme - "The Missing Link" buvę herojai). Simpoziumo temos, kaip nusako jo pavadinimas, be istorinių pranešimų, centravosi aplinkui ankstyvųjų stuburinių evoliucijos ir paleoekologijos temas. Tačiau, pats metodologinių priėjimų spektras buvo tikrai platus - 30 pateiktų straipsnių galima pamatyti tyrimus, kurie varijuoja nuo skeletinių audinių histologijos ir evoliucinės vystymosį biologijos (evo-devo), polimorfizmo šarvuotų žuvų kladose, filogenetinės ankstyvųjų stuburinių struktūros iki plėšros bei parazitizmo tyrimų paleontologiniame metraštyje.
Straipsnių rinkinys prasideda nuo paleoichtiologijos mokslo istorijos. Nes būtent prieš 40 metų įvyko pirmasis tarptautinis simpoziumas skirtas seniausiems stuburiniams. Jo metu dalyvavo daug iškilių asmenybių, - tokių kaip Erik Stensiö, Erik Jarvik, Walter Gross, Tor Ørvig ir kiti. Beje pirmasis iš paminėtų mokslininkų - Erik Stensiö, yra taip vadinamos "Švedijos paleoichtiologijos mokyklos" pradininkas. Dėka nepailstamo, kruopštaus ir inovatoriško darbo, jis atvėrė naujus kelius bežandžių žuvų evoliucinės morfologijos pažinimui. Už tai jam buvo suteiktas Darvino-Voleso sidabrinis medalis (auksinį medali gavo tiktai pats Volesas, kuris yra evoliucijos teorijos bendraautorius Darvino atžvilgiu:-) už išskirtinius nuopelnus evoliucijos teorijoje, kuris suteikiamas grupei žmonių vieną kartą per 50 metų. Erikas savo tyrimuose visu pirma žinomas tuo, kad jis pirmą kartą panaudojo seriinių pjūvių metodiką neuroanatomijos tyrimuose. Šarvuotosios žuvis buvo įmūritos į kietas silicingas uolienas ir visapusiškai liekanų neįmanoma būtu išlaisvinti iš aplinkinės matricos. Užtat jis tas uolienas šlifavo po milimetrą ir šlifų vietas fotografavo. Ir taip galų gale iš liekanos nieko nelikdavo išskirus dulkių krūvą bei eilę fotografijų. Jis, naudodamas tas fotografijas sugebėjo atkūrti (sukūriant modelį) kaip atrodė vidinė 380 mln. metų senumo žuvų trimatė anatomijai - ir tai daug dešimtmečių prieš (1927 metais) kompiuterinės tomografijos atradimą! Iliustracija iš Erik Stensiö darbo, kur matomos seriinių pjūvių nuotraukos ir atkūrtas centrinės nervų sistemos vaizdas - Mimetaspis_hoeli_neuroanatomija.JPG. Taip jis parodė, kad iš pažiūros primityvus bežandžiai ne tokie jau primityvus, o smegenų išsivystymas ir sandarą panašus į ryklių! Tuo tarpu antras iš minėtų paleontologų - Erik Jarvik yra žymiosios "tarpinės grandies" - ikoninės Ichthyostegą tyrimų autorius. Tačiau kaip pažymi įvadinio žodžio į simpoziumą autoriai - šiame susitikime nebuvo dviejų svarbių žmonių - Elgos Mark-Kurik ir Valentinos Karatajūtės-Talimaa (jų nuotrauka - Val-Elg.JPG). Jos tuo metu buvo aktyvios paleoichtiologijos tyrinėtojos. Jos negalėjo dalyvauti simpoziume dėl to kad tuo metu buvo TSRS pilietės. O tais laikais išvažiavimas už TSRS buvo stipriai ribojamas. Tačiau, nepaisant to, jos aktyviai kūrė paleoichtiologų socialinį tinklą, kuris apjungė skirtingas mokslo mokyklas naujai darbo sintezei. Elga ir Valentina, abidvi baigė aspirantūras Maskvos paleontologiniame institute pas žymų Rusijos paleontologą Dmitrijų Obručevą (kaip pasakojo Valentina, jis jaunystėje, Rusijos Imperiojos laikais, kurį laiką gyveno Vilniuje ir mėgdavo vėliau (jau sovietiniais laikais) čia atvažiuoti). Elga užsiėmė plakoderminių (šarvuotųjų žuvų) bei psamosteidinių heterostrakų (šarvuotųjų bežandžių žuvų grupė) tyrimais, tuo tarpu Valentina, pradžioje tyrinėjusi plakodermines žuvis, vėliau įsigilino į stuburinių mikroliekanų (žvynų, dantukų ir teserų) tyrimą, vadovaujama vokiečių paleontologo Walter'io Gross'o. Jų tyrimai padėjo kur kas gyliau suprasti ankstyvųjų stuburinių evoliuciją. O mikropaleontologiniai tyrimai, kuriais ir iki šiol užsiiminėja Valentina atlieka svarbu vaidmenį stambaus masto stuburinių grupių giminystės nustatyme, pagal skeletinių audinių prigimtį. Kartu su australų paleontologais, ji aprašė galimą seniausią pasaulyje stuburinį iš Australijos kambro periodo klodų. Šį atradimą aprašė "Nature" straipsnyje (A possible Late Cambrian vertebrate from Australia). O taip pat aprašė naują, primityvių kremzlinių žuvų būrį (Kaip sakė Valentina, gal būt klasę?) iš Mongolijos silūro ir vėlyvojo ordoviko periodų, kuriuos pavadino Mongolepida (Mongolijos žvynai). O jos aspirantas (dabar jau Latvijos valstybinio universiteto profesorius) Ervīns Lukševičs, atliko tyrimus, kurie suteikė naujų žinių apie keturkojų gyvūnų atsiradimą, įskaitant Livoniana multidenta, populiarioje kultūroje pasirodžiusią kaip pagrindinė žvaigždė, BBC Horizon serijoje - "The Missing Link".
Tačiau, - tai praeities laimėjimai ir nuopelnai. O kokios gi dabar karščiausios naujienos ankstyvųjų stuburinių tyrimų pasaulyje? Šioje apžvalgoje norėčiau pateikti 3 tyrimus išspausdintus nagrinėjamame "Acta Zoologica" numeryje. Pirmas tyrimas, atliktas rusų paleontologo iš Maskvos paleontologijos instituto - Olego Lebedevo. Jis yra skirtas paslaptingo permo periodo ryklio - Helicoprion, keistos diskinio pjūklo pavidalo dantų sistemos, padėties žandikauliuse klausimui bei šio gyvūno grafinei rekonstrukcijai. Kiti du tyrimai yra platesni pagal savo tematiką ir nagrinėja trofinių sąveikų įrodymus ankstyvuosiuose stuburiniuose - plėšrą ir parazitizmą (pagal trofinės sąveikos būdą aišku abudu yra ekvivalentiški, tiktai paskutinis maitinimosį būdas dažniausiai nepriveda prie aukos mirties). Šių tyrimų autoriai yra tarptautinė paleontologų komanda iš Latvijos, Lietuvos, Estijos ir Rusijos (Oleg A. Lebedev, Elga Mark-Kurik, Valentina N. Karatajūtė-Talimaa, Ervins Lukševičs, Alexander Ivanov).
Žūvis (diskinis)-pjūklas
Pirmajame nagrinėjamame straipsnyje, kaip jau ir minėta, kalba eina apie Helikopriono sandarą ir paleoekologiją. Šis milžiniškas ryklis, pavadintas taip (lot. spiralinis pjūklas), dėl to kad jis turėjo keistą spiralės formos 25 - 40 cm skersmens simfizinį dantų kompleksą (prisegtas failas - Helicoprion.JPG). Jo padėtis žandikauliuose ir funkcija ilgą laiką buvo kontroversiškas klausimas. Užtenka sulyginti ankstyvasias ir artimas dabarčiai šio gyvūno galvos rekonstrukcijas (prisegtas failas - Helicopriono_rekonstrukcijos_variantai.JPG). Tiktai vėliau, 1966 metais buvo surastos Helikopriono liekanos, kurios rodė kad simfizinis kompleksas bazavosi apatiniame žandikaulyje.
Pagal žinomą paleontologinių radinių paplitimą, Helikoprionai ir jiems giminingos formos (išmiręs būris Eugeneodontiformes) yra kosmpolitinė grupė, paplitusi beveik aplinkui visą Pangėjos kontinentą, kuri veikiausiai buvo vandenyniai gyvunai retkartėmis užplaukiantys į seklesnes epikontinentine jūras. Pagal savo gyvenimo būda jie veikiausiai panašėjo į dantytuosius banginius (pvz. kašalotus). Kaip rodo paskutinis tyrimas, mikroibrėžimai dantų paviršiuje eina radialiai nuo dantų paviršiaus, o tai reiškia kad šie spiraliniai dantų kompleksai saveikavo su viršutinio žandikaulio dantimis, o ne tarnavo kaip kažkas spėjo, tarsi plūgai dugno arimui, ieškant bestuburių. "Kerpanti" dantų forma ir jų ašmenų dantytumas rodo kad šie plėšrūnai naudojo juos pagrinde minkštųjų audinių pjovimui, o ne kietų audinių kramtymui. Ir veikiausiai medžiojo minkštakūnius galvakojus moliuskus arba bent jau puldavo minkštasias jų dalis, neliečiant kriauklės. Taigi tai dar labiau supanašina Helicoprion su dabartiniu kašalotu, kuris turi dantys tiktai apatiniame žandikaulyje ir medžioja pagrinde stambius galvakojus moliuskus. Pagal artimiausių giminaičių pilnų liekanų radinius, daroma prielaida kad šio plėšrūno kūno forma taipogi buvo fuzifoirminė (torpedos pavidalo). Pagal simfizinio dantų komplekso dydžio paliginimą su galvos ir kūno dydžiu pas kitas giminingas Helikoprionui formas, jis turėjo būti apie 5 - 8 metrų ilgio. Tai yra kaip dydžiausi dabartiniai rykliai. Prisegtame faile galite pamatyti kaip galėjo atrodyti šis milžiniškas permo periodo plėšrūnas, pagal naujausius paleontologinius duomenys - Nauja_Helicoprion_rekonstrukcija.JPG.
Kas valgė šarvuotas ir riešapelekes žūvis devono periodo metu?
Biotinių sąveikų tyrimas paleontologiniame metraštyje yra viena iš karščiausių paleontologinių tyrimų temų (G-moksluose - Naujienos apie Kambro pasaulį... ). Baltijos šalių ir Rusijos paleontologai, pateikė tyrimų rezultatus, kuriuose bandomos išaiškinti, trofinės sąveikos susijusios su ankstyvaisiais stuburiniais. O tiksliau, kas juos valgė, įvairiuose organizacijos lygiuose (nuo atskirų audinių iki viso organizmo)?
Pirmajame straipsnyje susijusiame su šia tema, kalba eina apie įvairaus tipo parazitizmo požymius įvairiose vidurinio-vėlyvojo devono žūvyse bei bežandžiuose (pas heterostrakus ir mėsingapelekes žūvis). Aptiktos parazitų žymės yra skirtingų tipų, vienos iš jų tai parazitų prisitvirtinimo žymės, kitos - parazitų įsiskverbimo žymės o trečios parazitų gyvenimo kaulų viduje žymės. Kaip manoma, duobučių pavidalo žymes žūvų egzoskelete paliko irklakojam (Copepoda) giminingi arba akologiškai analogiški vėžiagyviai. Tuo tarpu, galu (gumbų) formavimasis veikiausiai yra susijęs su trematodų lervų parazitizmo atvėjais. Gręžimosi skylės žvynuose ir odiniuose kauluose, veikiausiai irgi paliktos kažkokių vėžiagyvių (arba kitų neidentifikuotų parazitų). Tuo tarpu kauliniai audiniai suvarpyti tokiu būdu, kai pradeda panašėti į kempinišką audinį, veikiausiai yra paveikti vienaląsčių parazitų (pvz. prisegtame faile - Mikroparazitizmas.JPG). Autoriai mini kad tai yra seniausi egzoskeletinių stuburinių audinių parazitavimo atvejai paleontologiniame metraštyje. Tačiau, kaip rodo paleontologinis metraštis, parazitizmas kai kuriose bestuburių grupėse atsirado jau kambro periode (apie 120 mln. metų anksčiau). Ir stuburiniai žinomi jau nuo kambro. Taigi, iškyla klausimas - kodėl niekas neparazitavo stuburinių (bent jau jų kietųjų audinių) iki tol? Straipsnyje įtikinamo atsakymo nėra. Šis klausimas yra tikrai įdomus. Tokio laikinio lago priežastys gali būti įvairiausios - nuo parazitų suklęstėjimo (tačiau spėjami parazitai yra parafilėtiški, todėl klausimas tiktai atidedamas, nes tada reiktu paaiškinti - kodėl suvešėjo parazitai), iki pačių stuburinių ekologijos pasikeitimo. Kad atsakyti į šį klausimą reiktu vykdyti parazitinių pažeidimų sisteminį tyrimą visuose gyvunų tipuose, bei plačiam laikiniam kontekste (tarkim paleozojaus eroje). Tai, galėtu padėti išaiškinti priežastys.
Kitame straipsnyje, šneka eina apie plėšros požymius, skeletinėse liekanose (kiti būdai nustatyti trofinius santykius - pilvo turinio tyrimas arba koprolitų (iškastinių fekalijų) tyrimai). Šioje studijoje, buvo ištirtos įvairių šarvuotų, mėsingapelekių bei bežandžių žūvų skeletinės liekanos iš devono periodo Rytų Europos (Ukraina, Latvija, Estija ir Centrinė Europinė Rusija). Jos metu buvo surasta daugybė plėšrūnų užpuolimo įrodymų - įkandimo žymių, kurios vėliau užgydavo, bet vis tiek palikdavo pėdsaką - randą . Tyrimo metu buvo analizuojamos įvairaus amžiaus liekanos (nuo ankstyvojo iki vėlyvojo devono). Ankstyvajame devone, Larnovaspis kneri (Lankester, 1868) liekanų (Larnovaspis.JPG) bei faunistinė analizė parodė, kad tokio tipo žaizdas veikiausiai galėjo sukelti jūriniai skorpionai, kurie kartais užaugdavo iki vidutinio krokodilo dydžio (arba, kas mažiau tikėtina, šias žaizdas galėjo palikti akantodai). Viduriniame devone, dydžiausias įkandimų žymių intensyvumas randamas bežandžių - heterostrakų grupėje, nors pasitaiko ir kitose grupėse. Autorių nuomone tikėtiniausi užpuolikai yra riešapelekės žūvis, tarp kūrių buvo ir tikrai stambių (pvz. Laccognathus turėjo 38 cm ilgio žandikaulius). Vėlyvajame devone plėšrūnų spektras praplatėjo dar labiau, ir prie prieš tai buvusių jūrų skorpionų, stambių akantodų, riešapelekių žūvų, prisidėjo dar ir primityviausi tetrapodomorfai - tikėtini mūsų protėviai ar jų giminaičiai (pvz. Panderichthys (panderichčio dantų komplektas surastas sgmd ekspedicijos metu 2005 metais) ir Livoniana). Autorių tyrimas rodo, kad devono periodo metu palaipsniui vis didėjo plėšrių stuburinių įvairovė - devono periodo pradžioje plėšrūs buvo, kiek yra žinoma, tiktai akantodai, tuo tarpu devono pabaigoje prie jų prisijungė plakodermai, riešapelekės ir keturkojai. Kiek yra žinoma prieš devoną buvusio silūro periodo nuogulose nėra rasta stubūrinių įkandimų žymių, ir kiek žinoma tuo metu egzistavo vos keletas žinomų stuburinių plėšrūnų. Tuo tarpu, jau sekančiame po devono periode, stubūrinių plėšrūnų įvairovė buvo labai aukšta ir sulyginama su šiandienine.
Nauji tyrimai ir nesiliaujanti atradimų banga stuburinių paleontologijoje, žada didelius atradimus ateityje. Tačiau, reikia prisiminti, kad pagrindas jiems buvo sukūrtas daug anksčiau. O žmonės atlikę tą darbą, tikrai verti pagarbos.
Nuorodos G-moksluose:
Paskaita apie keturkojų atsiradimą ir ankstyvąją evoliuciją [ketvirtadienis, 19 val., VU GMF, geotektonikos a.]
Neil Shubin ir Sean Carrol (paskaitos apie evoliucinę vystymosi biologiją)
Okeaniniai Įvykiai Lietuvos Silūro Pjūviuose. Dr. A. Brazauskas [sgmd video]
Ventastega curonica - seniausias keturkojis iš Latvijos
Nuorodos:
Acta Zoologica. Volume 90 Issue s1 , Pages 1 - 384 (May 2009) Special Issue: Forty Years of Early Vertebrates. Papers from the 11th International Symposium on Early and Lower Vertebrates - Specialus Švedijos mokslinio žurnalo "Acta Zoologica" numeris, skirtas ankstyvųjų ir "žemesniųjų" stuburinių vienuoliktam simpoziumui.
Straipsniai iš leidinio panaudoti apžvalgoje:
Per E. Ahlberg, Henning Blom, Catherine A. Boisvert. Introduction (p 1-2). Acta Zoologica. Published Online: May 19 2009 9:40AM - Įvadinis straipsnis apie ankstyvųjų stuburinių tyrimo istoriją
Hans-Peter Schultze, Susan Turner, Algimantas Grigelis. Great northern researchers: discoverers of the earliest Palaeozoic vertebrates (p 3-21). Acta Zoologica. Published Online: May 19 2009 9:40AM - Straipsnis apie Elga Mark-Kurik ir Valentiną Karatajūtę-Talimaa, jų nuopelnus stuburinių paleontologijai.
Hans-Peter Schultze. The international influence of the Stockholm School (p 22-37). Acta Zoologica. Published Online: May 19 2009 9:40AM - Straipsnis apie "Stokholmo mokyklos" įtaką pasauliniams stuburinių paleontologijos tyrimams.
O. A. Lebedev. A new specimen of Helicoprion Karpinsky, 1899 from Kazakhstanian Cisurals and a new reconstruction of its tooth whorl position and function (p 171-182). Acta Zoologica. Published Online: May 19 2009 9:40AM - Straipsnis, kuriame pateikiami nauji duomenys ape paslaptinguosius paleozojaus ryklius - Helikoprionus.
Ervīns Lukševičs, Oleg Lebedev, Elga Mark-Kurik, Valentina Karatajūtė-Talimaa. The earliest evidence of host–parasite interactions in vertebrates (p 335-343). Acta Zoologica. Published Online: May 19 2009 9:40AM - Seniausi šeimininko - parazito saveikos įrodymai stuburiniuose.
Oleg A. Lebedev, Elga Mark-Kurik, Valentina N. Karatajūtė-Talimaa, Ervins Lukševičs, Alexander Ivanov. Bite marks as evidence of predation in early vertebrates (p 344-356). Acta Zoologica. Published Online: May 19 2009 9:40AM - Plėšros pėdsakai (įkandimų žymės) ankstyvųjų stuburinių liekanose.
--
AS
Reply all
Reply to author
Forward
0 new messages