Δύο απολιθωμένοι σκελετοί στην Κίνα αποκαλύπτουν το αρχαιότερο γνωστό αμφίβιο που είχε προσαρμοστεί πλήρως στη ζωή στη θάλασσα.
Μια ανακάλυψη που ανατρέπει όσα γνωρίζαμε για την εξέλιξη των αμφιβίων πραγματοποίησαν παλαιοντολόγοι στην επαρχία Γκουιτζόου της Κίνας, εντοπίζοντας δύο σχεδόν ακέραιους σκελετούς ενός προϊστορικού ζώου που ζούσε αποκλειστικά στο θαλάσσιο περιβάλλον πριν από περίπου 237 εκατομμύρια χρόνια.
Τα ευρήματα παρουσιάζονται σε μελέτη που δημοσιεύθηκε στο επιστημονικό περιοδικό Nature Ecology & Evolution, με τη συμμετοχή ερευνητών από το Πανεπιστήμιο του Πεκίνου και το Πανεπιστήμιο της Καλιφόρνιας στο Ντέιβις.
Ένα παράξενο πλάσμα με οστέινη θωράκιση και πλατύ στόμα
Το προϊστορικό αμφίβιο είχε μήκος περίπου 75 εκατοστά, ιδιαίτερα πεπλατυσμένο σώμα σε σχήμα δίσκου και εκτεταμένη οστέινη θωράκιση, που κάλυπτε μεγάλο μέρος της επιφάνειάς του.
Η ανατομία του υποδηλώνει ότι περνούσε το μεγαλύτερο μέρος της ζωής του στον θαλάσσιο πυθμένα, περιμένοντας να πλησιάσει κάποιο μικρότερο ζώο για να το συλλάβει αιφνιδιαστικά.
«Το κρανίο είναι επίπεδο και πλατύ, με μεγάλο στόμα και πολλά μικρά, κωνικά δόντια», εξήγησε ο παλαιοντολόγος Ντα-γιονγκ Τζιανγκ, από το Πανεπιστήμιο του Πεκίνου και μέλος της ερευνητικής ομάδας.
Σύμφωνα με τους επιστήμονες, η κατασκευή του στόματος και του λαιμού υποδηλώνει ότι το ζώο πιθανότατα κυνηγούσε με τη μέθοδο της αναρρόφησης. Ανοίγοντας απότομα τη στοματική κοιλότητα, δημιουργούσε διαφορά πίεσης που παρέσυρε το νερό μαζί με τη λεία προς το εσωτερικό του στόματος.
«Πιθανότατα αιχμαλώτιζε οτιδήποτε περνούσε κολυμπώντας από κοντά του, όπως ψάρια, σκουλήκια και ίσως κεφαλόποδα», ανέφερε ο Τζιανγκ, συμπεριλαμβάνοντας στα πιθανά θηράματα συγγενικά είδη των σημερινών καλαμαριών.
Ο Ριοσούκε Μοτάνι, παλαιοβιολόγος στο Πανεπιστήμιο της Καλιφόρνιας στο Ντέιβις και ένας από τους επικεφαλής της μελέτης, παρομοίασε τον τρόπο ζωής του με εκείνον του σημερινού καρχαρία γουομπεγκόνγκ, ο οποίος έχει παρόμοιο μέγεθος, παραμονεύει στον βυθό και συλλαμβάνει τη λεία του με αναρρόφηση.
Η θωράκιση του Gerrothorax maritimus ενδέχεται να αποτελούσε επίσης μέσο προστασίας από μεγαλύτερους θηρευτές. Στα ίδια θαλάσσια πετρώματα εντοπίστηκαν απολιθώματα του Guizhouichthyosaurus, ενός ιχθυόσαυρου μήκους περίπου επτά μέτρων. Οι ιχθυόσαυροι συγκαταλέγονταν στους κυρίαρχους θαλάσσιους θηρευτές εκείνης της εποχής.
Πώς κατάφερε να επιβιώσει στο αλμυρό νερό
Η ανακάλυψη παρουσιάζει ιδιαίτερο επιστημονικό ενδιαφέρον επειδή τα αμφίβια θεωρούνται εξαιρετικά περιορισμένα ως προς την ικανότητά τους να επιβιώνουν σε περιβάλλοντα με υψηλή αλατότητα.
Σήμερα υπάρχουν περισσότερα από 8.000 είδη αμφιβίων, μεταξύ των οποίων βάτραχοι, σαλαμάνδρες και άποδα αμφίβια, γνωστά ως καικίλιοι. Λιγότερο από 2% παρουσιάζει κάποια αντοχή στο αλμυρό νερό, ενώ κανένα γνωστό σύγχρονο είδος δεν ζει αποκλειστικά στη θάλασσα.
Το βασικό εμπόδιο είναι το διαπερατό δέρμα τους, το οποίο συμμετέχει στην ανταλλαγή οξυγόνου και νερού με το περιβάλλον.
Όπως εξήγησε ο Μοτάνι, όταν ένας βάτραχος βρεθεί σε θαλασσινό νερό, αρχίζει να αφυδατώνεται εξαιτίας της ώσμωσης, καθώς το νερό μετακινείται από τον οργανισμό του προς το περισσότερο αλμυρό περιβάλλον.
Η κατάποση θαλασσινού νερού δεν αντιμετωπίζει αποτελεσματικά το πρόβλημα, με αποτέλεσμα το ζώο να χρειάζεται να επιστρέψει σε γλυκό νερό για να ανακτήσει την υδατική του ισορροπία.
Οι ερευνητές εκτιμούν ότι το Gerrothorax maritimus είχε υπερβεί αυτόν τον εξελικτικό περιορισμό χάρη στην οστέινη επένδυση του σώματός του, η οποία ενδεχομένως λειτουργούσε ως φυσικός φραγμός απέναντι στην απώλεια νερού.
Η συγκεκριμένη προσαρμογή συνδέεται με το φαινόμενο της εξαπροσαρμογής (exaptation), κατά το οποίο ένα χαρακτηριστικό που αρχικά εξελίχθηκε για ορισμένη λειτουργία αποκτά αργότερα διαφορετική χρησιμότητα.
Στην προκειμένη περίπτωση, η οστέινη θωράκιση πιθανότατα είχε αναπτυχθεί στους προγόνους του είδους για προστασία από θηρευτές του γλυκού νερού. Όταν όμως η εξελικτική του γραμμή εγκαταστάθηκε στη θάλασσα, το ίδιο χαρακτηριστικό θα μπορούσε να συμβάλει στον περιορισμό της έκθεσης του οργανισμού στο αλάτι.
Ο Μοτάνι παρομοίασε την προστατευτική αυτή λειτουργία με μια καταδυτική στολή.
Σύμφωνα με την επιστημονική υπόθεση, το ζώο μπορούσε ενδεχομένως να καταπίνει θαλασσινό νερό και να αποβάλλει την περίσσεια αλατιού μέσω των βραγχίων του. Ωστόσο, επειδή οι μαλακοί ιστοί δεν διατηρήθηκαν στα απολιθώματα, ο ακριβής μηχανισμός ρύθμισης της αλατότητας δεν έχει αποδειχθεί.
Τα στοιχεία που αποδεικνύουν τη θαλάσσια διαβίωση
Η ερευνητική ομάδα εξέτασε προσεκτικά το ενδεχόμενο οι σκελετοί να ανήκαν σε αμφίβια του γλυκού νερού που παρασύρθηκαν στη θάλασσα μετά τον θάνατό τους.
Άλλωστε, στο αρχείο των απολιθωμάτων υπάρχουν αρκετές περιπτώσεις χερσαίων ή ποτάμιων ζώων που κατέληξαν σε θαλάσσια ιζήματα λόγω φυσικών διεργασιών.
Στην περίπτωση του Gerrothorax maritimus, ωστόσο, η εξαιρετική διατήρηση των σκελετών, η θέση εντοπισμού τους σε πετρώματα θαλάσσιας προέλευσης και τα αποτελέσματα των γεωχημικών αναλύσεων συνηγορούν υπέρ της μόνιμης παρουσίας του είδους στον ωκεανό.
Ειδικότερα, η ανάλυση της ισοτοπικής σύστασης των οστών αποκάλυψε χημικό αποτύπωμα συμβατό με το θαλασσινό νερό της Τριαδικής περιόδου, ένδειξη ότι τα ζώα αναπτύχθηκαν και έζησαν σε θαλάσσιο περιβάλλον.
Η σημασία της ανακάλυψης έγκειται στο γεγονός ότι, ενώ θηλαστικά, ερπετά και πτηνά ανέπτυξαν κατά την εξελικτική τους ιστορία είδη που ζουν αποκλειστικά στη θάλασσα, μέχρι σήμερα δεν είχε εντοπιστεί αντίστοιχο τεκμηριωμένο παράδειγμα στα αμφίβια.
«Το σημαντικότερο εύρημα είναι ότι πρόκειται για ένα πρώιμο αμφίβιο που ζούσε μόνιμα στη θάλασσα», υπογράμμισε ο Ριοσούκε Μοτάνι.
Η μελέτη προσθέτει έτσι ένα νέο κεφάλαιο στην κατανόηση της εξέλιξης των σπονδυλωτών, αποκαλύπτοντας ότι ακόμη και οργανισμοί με σημαντικούς φυσιολογικούς περιορισμούς είχαν καταφέρει, πριν από εκατοντάδες εκατομμύρια χρόνια, να προσαρμοστούν σε ένα περιβάλλον που σήμερα παραμένει απρόσιτο για τους απογόνους τους.
