Hirtelen lettek nagyon változatosak a négylábúak ősei

Egy Kínában előkerült új lelet szerint a bojtosúszós halak modern testfelépítése nagyon korán, már a kora devonban megjelent. Akkor rövid idő alatt rendkívül változatosak lettek, később viszont alig változtak az utóbbi 380 millió év alatt. Bár a halak kivételével az összes többi gerinces belőlük alakult ki, ők maguk napjainkra teljesen háttérbe szorultak.

A bojtosúszósok nagyon fontos csoportot alkotnak az izmosúszójú halak között. Evolúciós szempontból kiemelkedő jelentőségűek, mivel belőlük alakult ki az összes Tetrapoda, vagyis négylábú állat (kétéltűek, hüllők, madarak, emlősök). Az egyetlen ma élő képviselőjük, az élő kövületek közé sorolt Latimeria által mutatott modern testfelépítés egészen a középső devon végéig követhető vissza (385-391 millió éve). Már sok tanulmány foglalkozott azzal, hogy a bojtosúszósok evolúciójuk korai szakaszában nagyon gyorsan változatossá váltak, utána viszont szinte semmit nem változott a testfelépítésük. A morfológiai tulajdonságaikhoz hasonlóan a Latimeria genetikai vizsgálata is megerősítette, hogy az evolúciójukban hosszú, változások nélküli állapot (sztázis) következett be.

Az evolúciójukat tekintve fontos kérdés, hogy a modern testfelépítés pontosan mikor jelent meg a csoportnál. A legkorábbi képviselők ősmaradványai azonban nagyon ritkák, és emiatt különböző vélemények vannak arról, hogy melyik izmosúszójú halcsoport alkotja a bojtosúszósok legközelebbi rokonát. Az eddig ismert legkorábbi töredékes maradvány (Eoactinistia) az ausztráliai kora devonból került elő (409 millió év). A töredékes megtartás és a kevés megfigyelhető morfológiai bélyeg miatt a filogenetikai vizsgálatokra alkalmatlan volt ez a példány, de felmerült a gyanú, hogy már ez is modern testfelépítést mutathatott.

Az első jobb állapotú maradványok a középső devon végéről és a késő devon elejéről ismertek. A Gavinia és a Miguashaia még a primitív bojtosúszósok közé tartoznak. A hasonló korú Diplocercides viszont már biztosan modern felépítésű bojtosúszós hal volt. A Nature Communications legújabb számában kínai kora devon kőzetekből ismertetik az eddig ismert legkorábbi modern felépítésű bojtosúszóst. A Yunnan tartományban, sárga homokkő rétegekben talált koponya a németországi középső devonból ismert Euporosteus nemzetségbe tartozik és azon belül egy új fajt képvisel. Ez az új lelet még további 17 millió évvel korábbra tolta a modern felépítésű bojtosúszós halak megjelenését. A lelet egyben azt is megerősíti, hogy a mai Dél-Kína területe egy fontos evolúciós központ volt az izmosúszójú halak szempontjából.

Evolúciós siker két különböző megközelítésben

A csontoshalak két fontos csoportját alkotják a sugarasúszójú halak és az izmosúszójú halak. A sugarasúszójúak úszóit számos merev, párhuzamos csontos sugár támasztja meg (innen származik a sugarasúszójú elnevezés). Ezzel szemben az izmosúszójúak páros mellúszói és hasúszói hosszú, húsos lebenyekből állnak (erre vezethető vissza az izmosúszójú elnevezés).

Forrás: Brian Choo, IVPP

Azrekonstrukciója

Huszonegyezer élő fajuk alapján a sugarasúszójúakhoz tartozó valódi csontoshalak nemcsak a halak között, hanem valamennyi gerinces között is a legsikeresebb csoportot alkotják. Ezek után talán furcsának tűnhet azt állítani, hogy a valódi csontoshalak fejlődése tulajdonképpen egy evolúciós oldalágat képvisel. Pedig a földi élet egészének az evolúcióját tekintve a sugarasúszójú halak zsákutcát jelentenek. Szegényes rokonaik, a nagyon kevés ma élő fajjal rendelkező izmosúszójú halak bizonyultak ugyanis az evolúció fő áramába tartozó csoportnak, s egyik tagjuk lett a négy végtaggal rendelkező állatoknak, a tetrapodáknak az őse. A paleontológusok még mindig vitatják, hogy melyik csoportjukból alakultak ki az első négylábúak, azon belül pedig az első kétéltűek. Ez az átmenet azonban elég gyorsan megvalósult az evolúciójuk során, hiszen az első izmosúszójú halak a kora devonban jelentek meg, és az időszak végére, mintegy 20 millió évvel később a négylábúak már megvetették lábukat a szárazföldön.

Rendkívüli múlt, szegényes jelen

Az izmosúszójú halak két fő típusba csoportosíthatók, és mindkettőnek vannak ma élő képviselői, bár rendkívül ritkák. Az első csoportba a kihalt porolepiformesek és osteolepiformesek, valamint a velük rokonságban lévő Coelacantha halak tartoznak (ezek együtt alkotják a bojtosúszós halakat). A hosszú evolúciós történettel rendelkező coelacanthákat ma egyetlen tengeri faj képviseli (Latimeria). A középső devonban jelentek meg, és a legutolsó ismert fosszilis maradványukat a 70 millió évvel ezelőtti, felső kréta képződményekben találták. Az egész csoportot kihaltnak hitték egészen addig, míg egy élő coelacanthát fogtak 1938-ban a Madagaszkárt Dél-Afrikától elválasztó mély vizekben. Bár a Komodo-szigeteken élő emberek már generációk óta ismerték a halat, ez teljesen új volt a tudomány számára. A coelacanthák újabb populációját fedezték fel 1998-ban az Indiai-óceán másik oldalán, az indonéziai Sulawesi közelében. Az "élő kövület" kifejezést jogosan ítélték oda a Latimeria chalumnae fajnak, amely a több mint 380 millió évvel ezelőtt kialakult csoport egyetlen túlélő fajának bizonyult.

Az izmosúszójú halak másik fő csoportját a tüdőshalak (Dipnoi) alkotják. A tüdőshalak a kora devon korban jelentek meg, és egészen napjainkig előfordulnak három specializált édesvízi hal nemzetség formájában. Ezek az ausztráliai tüdőshalak (Neoceratodus), az afrikai tüdőshalak (Protopterus) és a dél-amerikai tüdőshalak (Lepidosiren). Az afrikai és a dél-amerikai halak trópusi területeken élnek, ahol gyakori az aszály. Amikor a vízszint alacsony és a víz stagnálóvá válik, akkor a halak a normális kopoltyúlégzési módszerről a felszínen át tudnak váltani a levegő belégzésére. A levegőt a külső orrnyíláson keresztül veszik, amelyek alacsonyan helyezkednek el a száj két oldalán. Ezután a levegő közvetlenül a szájpadlás tetején lévő belső orrnyílásba megy, majd a két tüdőbe (az ausztrál fajnál csak egy van). A fosszilis tüdőshalaknak szintén van belső orrnyílásuk, így minden bizonnyal ezek is tudtak levegőt belélegezni szükség esetén.