Wenn Sie an die menschliche Evolution denken, besteht eine gute Chance, dass Sie sich Schimpansen vorstellen, die alte Wälder erkunden, oder frühe Menschen, die wollige Mammuts an Höhlenwände schmieren. Aber wir Menschen, zusammen mit Bären, Eidechsen, Kolibris und Tyrannosaurus rex, sind eigentlich Lappenflossenfische.
Es mag bizarr klingen, aber die Beweise sind in unserem Gene, Anatomie und in Fossilien. Wir gehören zu einer Gruppe von Tieren, die Landbewohner genannt werden Sarcopterygieraber gewaltige Mengen evolutionärer Veränderungen haben unser Erscheinungsbild verdunkelt.
Wir halten Fische für erfahrene Schwimmer, aber tatsächlich haben sie die Fähigkeit entwickelt, zu „laufen“. mindestens fünfmal. Einige Arten ziehen sich nach vorne mit gut entwickelten Vorderflossen, während andere auf dem Meeresboden „laufen“.
Unser sarkopterygischer Vorfahr entwickelte Lungen und andere Luftatmungsmechanismen, knochige Gliedmaßen und eine stärkere Wirbelsäule, bevor er sich an Land wagte. Diese Anpassungen waren nicht nur in aquatischen Umgebungen nützlich, sondern ermöglichten es unseren Vorfahren, Land zu erkunden – sie waren „Voranpassungen“ für das Leben an Land.
Der Übergang vom Wasser zum Land war einer der wichtigsten Ereignisse in der Evolution der Wirbeltiere. Es mag als Fluchtweg vor Raubtieren begonnen haben, aber die Landschaft, die unsere Vorfahren entdeckten, war es bereits reich an Pflanzen wie Moose, Schachtelhalme und Farne sowie Gliederfüßer (Tausendfüßler) die Land kolonisiert hatten Millionen Jahre früher.
Wir sind nicht alleine
Das Gehen hat sich bei Fischen mehrmals unabhängig entwickelt, was es zu einem Beispiel für evolutionäre Konvergenz macht (ähnliche Merkmale, die sich unabhängig entwickeln, wie Flügel bei Fledermäusen und Vögeln). Die Evolution des Gehens in Fischen ist jedoch selten. Es gibt mehr als 30.000 Fischarten, wie wir sie heute kennen (nicht im evolutionären Sinne), von denen nur eine Handvoll „laufen“ kann.
Sarcopterygier unterscheiden sich in mehreren wichtigen Punkten von anderen Fischarten. Zum Beispiel haben unsere Flossen (Gliedmaßen). knöcherne Stützen und Muskellappen die es uns ermöglichen, uns an Land zu bewegen.
Es wird angenommen, dass diese Anpassung für die Evolution der Tetrapoden (Amphibien, Säugetiere, Reptilien und Vögel) während unseres Übergangs vom Wasser zum Land im späten Devon vor etwa 375 Millionen Jahren entscheidend war. Viele der Gene, die an der Bildung von Gliedmaßen und Ziffern in Tetrapoden beteiligt sind, finden sich auch in wassergebundene Sarcopterygier wie Lungenfischewas darauf hindeutet, dass sich diese Merkmale in unserem alten gemeinsamen Vorfahren entwickelt haben.
Wir wissen nicht, welche Art dieser Vorfahre war, aber es ist wahrscheinlich sah dem Quastenflosser ähnlichdas einen reichen Fossilienbestand hat und ein „lebendes Fossil“ ist, das heute den Westindischen Ozean und Indonesien bewohnt.
Gehende sarcopterygische Fische sind entweder ausgestorben, wie Tiktalikoder so hoch entwickelt, dass wir sie nicht mehr als Fische erkennen (Tetrapoden).
Ein Beispiel für einen lebenden Fisch, der geht, ist der Schlammspringer (der Familie Oxudercidae). Diese Fische leben in Mangrovensümpfen und Wattflächen und benutzen ihre Brustflossen, um an Land zu gehen. Diese Flossen helfen ihnen, vor aquatischen Raubtieren zu fliehen, nach Nahrung zu suchen (sie verbrauchen organisches Material im Schlamm) und sogar an Land miteinander zu interagieren, indem sie Partner finden.
Ein weiteres Beispiel ist der Laufwels (Clarias batrachus), der mit seinen Brustflossen über Land reist und ihm hilft, aus austrocknenden Teichen zu entkommen und neue Lebensräume zu finden.
Wie haben sich mit dem Gehen zusammenhängende Gene entwickelt?
Der Kleine Rochen ( Leucoraja erinacea ) ist ein Knorpelfisch, der mit Rochen und Haien verwandt ist (im Gegensatz zu Knochenfischen, einschließlich Sarcopterygiern). Es ist ein weiterer Fisch, der unter Wasser auf flossenähnlichen Beinen „geht“ und die Bewegungen von Landtieren nachahmt.
Der kleine Schlittschuh ist für Wissenschaftler, die die Evolution der Fortbewegung erforschen, von großem Interesse, da er das flossenbasierte Gehen unabhängig von Sarcopterygern entwickelt hat. Bisher war es jedoch schwierig, die Genetik hinter dem Gehen des kleinen Schlittschuhs zu untersuchen, da qualitativ hochwertige Daten fehlten.
Das änderte sich kürzlich bei Forschern aus Seoul und New York modernste Technik eingesetzt um eine qualitativ hochwertige Zusammenstellung des Genoms des kleinen Schlittschuhs zu konstruieren. Die Wissenschaftler entdeckten, dass es nur zehn Muskeln für das flossenbasierte Gehen benötigt, während Tetrapoden normalerweise 50 Muskeln verwenden, um ihre Gliedmaßen zu bewegen.
Eine große Frage zur Evolution von Wirbeltieren lautet: Welche Gene sind wichtig für die Entwicklung der Muskeln, die das Gehen ermöglichen? Um das herauszufinden, untersuchte das Team, welche Gene in den Nerven aktiv sind, die die Gliedmaßenmuskeln (motorische Nerven) bei einer Maus, einem Huhn und einem kleinen Schlittschuh steuern.
Sie entdeckten ähnliche Genexpressionsmuster in motorischen Nerven, die diesen Muskeln helfen, zu funktionieren. Gehende Fische haben also möglicherweise mehrere unterschiedliche Evolutionswege eingeschlagen, aber diese aktuelle Studie legt einen gemeinsamen genetischen Mechanismus nahe.
Menschen haben sich zu den besten Wanderern entwickelt
Bis zum Ende der Trias vor etwa 201 Millionen Jahren hatten sowohl Dinosaurier als auch Säugetiere hervorragende Lauffähigkeiten entwickelt. Der Mensch verfeinerte diese Bewegungskräfte, Entwicklung zahlreicher Anpassungen die uns zu einer der effizientesten und leistungsfähigsten Laufarten der Welt machen.
Diese Anpassungen beinhalten eine federähnliche Achillessehne die hilft, Energie zu speichern, einen langen Schritt und einen ausgewogenen Schwerpunkt zu haben und durch Schwitzen abzukühlen. Diese Anpassungen ermöglichen es uns, lange Strecken mit großer Ausdauer zu laufen, wenn auch mit langsamer Geschwindigkeit.
Unsere Vorfahren benutzten zur Jagd laufen, um Raubtieren zu entkommen und für die Nahrungssuche. Sie hat unsere Anatomie, Physiologie und Kultur geprägt. Und viele Studien zeigen dass Gehen und Laufen entscheidend für unser Wohlbefinden und unsere körperliche Gesundheit sind.
Es war ein langer Weg von den Anfängen des Gehens bis zu unseren fischähnlichen Vorfahren, die zuerst Land besiedelten. Aber Gehen und Laufen bleiben ein zentraler Bestandteil unseres Lebens und unseres evolutionären Erfolgs.
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