Overgangen fra land til vand skete i en geologisk tidsperiode ved navn devon. Fossiler antyder, at forhistoriske fisk begyndte at kravle op af vandet for cirka 400 millioner år siden.
De ældst kendte og helt sikre fodspor efter disse firfodede mellemting mellem fisk og landdyr er 397 millioner år gamle og stammer fra en skabning med fire ben med tæer.
Et af de vigtigste fossiler af sådanne dyr er Tiktaalik, som plaskede rundt på lavt vand for cirka 375 millioner år siden. Fossilet blev fundet i Canada i 2004.
Hvordan og hvorfor disse dyr begyndte at bevæge sig på land, diskuteres stadig. For eksempel er forskerne usikre på rækkefølgen af visse kropslige egenskabers udvikling.
Hvornår begyndte de at bruge lemmerne til at opnå fremdrift? Hvornår begyndte de at slæbe sig hen over bunden i stedet for bare at svømme i vandet? Hvornår udviklede de skridt, altså vekslende bevægelser med lemmerne?
Over hele verden er der fundet flere fossile spor fra devon, som tyder på firfodet og tofodet gang, ganske lig de skridt, som nulevende firbenede dyr tager. Men gik disse dyr nødvendigvis på land?
Lungefisken er et evolutionært unikum
Den afrikansk lungefisk Protopterus annectens svømmer rundt i akvariet i Michael Coates’ akvarium. Han er lektor i evolutionær biologi ved University of Chicago i USA. Lungefisken er en søstergruppe til de landlevende dyr og er således de nærmeste nulevende slægtninge.
Disse fisk er populære i palæontologers akvarier, formentlig på grund af deres unikke evolutionære status som en slags levende fossiler.
Lungefisken har altså en unik lighed med de dyr, som først kom op af vandet.
Fisken fangede interessen hos Heather King, som studerer på universitetet. I forskermiljøet cirkulerer der anekdoter om lungefiskenes gående adfærd, og hun beslutter sig for at foretage en systematisk undersøgelse af eksemplaret i akvariet.
Specialkonstrueret akvarium filmer lungefisken
Lungefisken har en lang krop, som kan minde lidt om en ål, med fire tynde og lange lemmer, som ved første øjekast ikke ser specielt velegnede ud til at gå med.
Da King observerede den i akvariet, kunne hun alligevel konstatere, at den bruger de bageste lemmer til at løfte kroppen op over bunden og til at skubbe sig selv fremad.
Man har hidtil troet, at disse to egenskaber havde deres oprindelse hos de tidlige firbenede dyr. Men lungefiskens forfædre var på plads, før nogen overhovedet kom op på landjorden.
Sammen med flere forskere fra universitetet, har King dokumenteret lungefiskens bevægelser ved hjælp af et specialkonstrueret akvarium, som gør hende i stand til at filme fisken fra alle sider.
Hun dokumenterer gangen hen over bunden af akvariet og registrerer, at selv om de forreste lemmer ligner de bageste, er de ikke involveret i at skabe fremdrift.
»Denne information kunne vi kun få fra et levende dyr. Hvis vi kun havde kigget på skelettet, som tilfældet er med fossiler, ville vi måske aldrig finde ud af, at disse bevægelser kan forekomme,« siger King i en pressemeddelelse.
Nyt kig på landdyrenes evolution
Analysen af videooptagelserne gør, at de evolutionære trin, som førte til de landlevende dyr, skal revurderes, og at fossile spor efter formodet firbenede dyr, lige så godt kunne være lavet af lungefiskens forfædre.
Fisken i Michael Coates’ akvarium går nemlig i et mønster, som minder meget om flere af de tidligste fossile fodspor.
****VIDEO***
Den demonstrerer også en slags hoppende bevægelse, hvor begge de bageste lemmer bevæger sig samtidig.
»Finnerne eller lemmerne, som man troede var unikke for firbenede dyr, er faktisk mere generelle,« siger medforfatter og professor Coates.
Evnen til at bruge de tynde lemmer til støtte og fremdrift forklares med, at tyngdekraften ikke er tung under vand. Fisken fylder også lungerne med luft, hvilket øger opdriften for den forreste del af kroppen.
På den måde kan de spinkle bagben løfte hele kroppen op fra bunden.
»Hvis du havde vist mig dette dyrs skelet og væddet med mig, om den kunne gå, ville jeg have sagt, at den ikke kunne,« siger en af de andre medforfattere Neil Shubdin.
»Men det her viser, hvad der kan lade sig gøre i vand,« siger han.
Studiet åbner for, at flere af udviklingstrækkene, som var nødvendige for overgangen fra land til vand, kan være kommet længe før, de første firbenede dyr som Tiktaalik tog deres første skridt uden for det våde element.
Lungefiskens forfædre kan således have vandret rundt på bunden under vand i millioner af år, før dyr fik fire ben med tæer.
Lungefiskens usandsynlige gang gør derfor, at forskerne må tage et nyt kig på den evolutionære rute fra vand til land.
© forskning.no. Oversat af Magnus Brandt Tingstrøm
