Verbazingwekkend: wetenschappers kweken vissen die uit water lopen

We weten dat honderden miljoenen jaren geleden vissen de wateren verlieten en zich uiteindelijk ontwikkelden tot landdieren. Maar wat als dit vandaag zou kunnen gebeuren? Blijkbaar niet onmogelijk. Een groep onderzoekers van de McGiil University in Canada ontwikkelt een vissoort die uit het water kan overleven en vrij kan rondlopen.

Het wetenschappelijke tijdschrift Nature publiceerde onlangs een studie waarin wordt gekeken naar een groep dinosauruspaling ( Polypterus senegalus ) die de afgelopen acht maanden "in de grond" is grootgebracht. Deze soort paling leeft meestal in water, maar heeft luchtademende longen (evenals kieuwen) en kan "lopen" - als kleine stapjes en slippen op deze manier worden overwogen - waardoor het de perfecte vis is om te bestuderen.

Het idee is dat wetenschappers, door te begrijpen hoe de dinosauruspaling begon te lopen, beter begrijpen hoe vooroudervissen hun eerste stappen op aarde miljoenen jaren geleden zetten.

"Vroeger keek ik naar hun vinnen en de manier waarop ze bewegen en denken: het is zo interessant en complex", zegt Emily Standen, een evolutionair biomechanica-onderzoeker en hoofdonderzoeker voor de natuur. “Toen dacht ik: wauw! Hoe gaat dit van vin naar iets dat op de grond kan werken? Dit is hoe dit project begon ”.

De wandelende vis

Om precies te weten wat er gebeurde toen de eerste waterdieren naar land migreerden, gebruikten Standen en zijn metgezellen 111 jonge Polypterus senegalus en brachten ze acht maanden groot in een terrestrische omgeving. Het bestond uit een met kiezel bedekte vloer en slechts drie millimeter water - een voorzorgsmaatregel om te voorkomen dat vissen uitdrogen.

De wetenschappers vormden ook een controlegroep met behulp van 38 vissen gekweekt in hun natuurlijke aquatische omgeving. "Deze vissen hebben functionele longen en kunnen lucht inademen, " legt Standen uit. Dinosauruspaling heeft ook kieuwen, maar ze ademen regelmatig aan de oppervlakte om hun luchtvoorraad te vergroten. Af en toe gebruiken ze hun vinnen om over de grond te lopen.

"Er is empirisch bewijs dat dinosaurusaaltjes van het ene tijdelijke meer naar het andere gaan [wanneer ze uitdrogen]", zei Standen, "maar ze doen het niet vrijwillig." Toch is dat feit meer dan genoeg om te proberen. kweek deze jonge vissen op aarde.

“Na acht maanden studie gebruikten we high-speed video om bewegingen van dieren te analyseren. Vanwege tijdsgebrek werd dit deel van de analyse uitgevoerd met 20 land- en 10 watervissen. Wetenschappers hebben ook een van elke groep gedood om erachter te komen hoe het proces hun skeletten heeft beïnvloed. Wonen op het land heeft bewezen de manier waarop vissen lopen echt te veranderen.

"Op de grond gekweekte vissen kunnen beter lopen met hun vinnen, " bevestigde Standen. "Ze zetten hun benen dicht bij de middellijn, heffen hun hoofd hoger en glijden minder tijdens het lopen." Anders dan dat, zijn degenen die op het land zijn grootgebracht over het algemeen consistenter in hun manier van lopen dan hun tegenhangers. Gedrag was echter niet het enige dat veranderde.

'De botten van de schoudergordel van de paling - die de vinnen ondersteunen - zijn bijvoorbeeld van vorm veranderd en hun sleutelbeenderen zijn langer geworden', zei de onderzoeker. De meeste veranderingen die plaatsvonden dienden om meer ruimte te geven aan het hoofd en de vinnen om te bewegen.

"Dit is een belangrijke verandering, want als je denkt aan een levensstijl op aarde, heb je een nek in de grond nodig, omdat je in die positie vastzit en meer hoofdbeweging nodig hebt, ongeacht het lichaam."

De vis die de zee ontvluchtte

Het is belangrijk te benadrukken dat het experimentele karakter van deze studie sommige conclusies die onderzoekers kunnen bereiken, kan beperken. De dinosauruspaling is bijvoorbeeld niet direct gerelateerd aan de eerste vissoort die ooit over de grond heeft gelopen, zoals eusthenopteron.

"We hebben geen voorouder van de vissen waarin we geïnteresseerd zijn, " legde Standen uit. In plaats daarvan volgden wetenschappers de beste optie: ze kozen een soort die fysiek vergelijkbaar is met de fossielen uit die periode. "[De dinosaurus paling] is een geweldig model, omdat het lang is, schaal pantser en laterale schoudergordel heeft, wat betekent dat ze ernaast zijn, naast de visbuik."

Ondanks de beperkingen heeft Standen verklaard dat het spannend is om met levende dieren te experimenteren om conclusies te trekken over wat er mogelijk is gebeurd met andere fysiek vergelijkbare soorten tijdens een enorme schaal van de evolutionaire overgang.

“Het lijkt heel duidelijk dat de veranderingen door de omgeving de overgang van vis naar de grond hebben vergemakkelijkt. Op deze manier reageerde selectieve druk op deze veranderingen en werden ze gedurende een lange periode in het genoom vastgelegd. "

Standen herhaalt momenteel experimenten in de hoop veranderingen in visspieren te identificeren. Ze wil ook analyseren wat er gebeurt als vissen lang in de grond worden gehouden. “Het is mogelijk dat grotere veranderingen optreden als we ze voor langere tijd [buiten water] houden. Onze droom is om dit meerdere generaties te kunnen doen, ”concludeerde de onderzoeker.