На сушата излизат риби

Учените все още проучват прехода на живота от водата към земната повърхност, като една от теориите предполага, че причината е засушаването на климата

Доц. Лъчезар КАРАГЬОЗОВ

Животът се е зародил във водата преди 3,5 милиарда години. Във водата са възникнали всички основни групи животни, включително и рибите – първите гръбначни. Те се появяват доста късно – едва преди 530 милиона години. Минават милиони години, преди рибите да излязат на сушата и да се появят първите земноводни.
Излизането на рибите на сушата е забележително събитие, което е част от човешката история. Учените смятат, че това става преди 375 милиона години през девон, един от периодите на палеозоя – ерата на древния живот.

Голямата промяна

Животът на сушата е различен от живота във водата. Много са еволюционните промени, които рибите трябва да претърпят, преди да могат да напускат водата. Преди всичко те трябва да изоставят хрилете и да започнат да дишат с бял дроб. Не по-малко важно е да могат да се движат на сушата. Трябва да имат крайници, а не плавници, както и здрав скелет, който да издържа тежестта на тялото. На сушата трябва също да могат да виждат, да чуват и да търсят храна по нов начин.
Двойното дишане – път към живот
на сушата
В Африка, от езерата, реките и блатата от Сенегал и Бели Нил на север до Конго и Замбези на юг, живеят необикновени риби. За разлика от останалите те се снабдяват с кислород по два начина: от водата – като дишат с хриле, и от атмосферата – като дишат с бял дроб. Наречени са двойнодишащи риби.
Белите дробове на двойнодишащите не са съвършени. Те представляват голям, добре снабден с капиляри плавателен мехур – чифтна структура, която при другите риби помага за задържането на тялото на рибата на определена дълбочина. Въпреки простото си устройство белият дроб дава възможност на двойнодишащите да обитават водоеми, които периодично изсъхват.
По време на сухия сезон африканските двойнодишащи изпадат в „летен сън“. Когато водата остане малко, те изкопават канал в тинята и се заравят дълбоко в нея. Там се обвиват със слузеста материя, която образува капсула и ги пази от изсъхване. Важното е, че в този „пашкул“ има отвор, който дава на рибата достъп до атмосферата. В това състояние дишането е само с бял дроб. Това продължава до появата на вода, което може да се случи след месеци.
Учените виждат в двойнодишащите риби пример за това как в еволюцията бял дроб може да се появи преди способността за движение по сушата.

Единен план на строежа
Крайниците на четирикраките имат общ план на строежа. Той е следният. В основата на крайника има една кост, следват две кости, после група малки кости, накрая са пръстите. Тази схема всеки може да проследи, като изследва костите на ръката си.
Крайниците при четирикраките са разнообразни – те могат да служат за ходене, подскачане, летене, плуване. Независимо от това разликите между тях се свеждат до разлики в размера и формата на костите, броя на малките кости и на пръстите (при змиите крайниците са изчезнали).
Общият план на строежа на четирикраките е описан още от сър Ричард Оуен през XIX век. Тогава знаменитият зоолог е смятал, че е разкрил съкровения план на Създателя, който е прилаган при сътворяването на всяко живо същество. Днес, след Дарвин, знаем, че общият план се дължи на общия произход на всички четирикраки.

Кои риби дават плана на строежа на крайниците
Очевидно е, че в миналото някоя от древните риби е стъпила на сушата. Така са се появили първите земноводни и е започнала тяхната еволюция. Днес има хиляди видове риби. Кои от тях обаче са най-близки до древните риби, които са излезли от водата? На този въпрос учените се стремят да отговорят, като сравняват плавниците на рибите и крайниците на четирикраките.
Рибите с костен скелет, които са добре познати от магазина и от аквариума, са от групата на лъчеперките. В основата на плавниците им има множество дребни кости. Това устройство няма нищо общо с единичната кост, която се наблюдава в основата на крайниците на четирикраките (при човека това са раменната и бедрената кост).
Има обаче осем вида риби, които в основата на плавниците си имат единична кост. Такива се двойнодишащите (шест вида) и латимерията (два вида). Това са костни риби, от групата на рибите ръкоперки. Естествено е да се допусне, че ръкоперките са дали строежа на крайниците на земноводните.
Но от ръкоперките до земноводните разликите все пак са големи. За потвърждение на идеята трябва да се намерят организми с кости, които имат междинен строеж. Такива организми днес няма, но може да са съществували в далечното минало. Задача на палеонтолозите е да ги открият.
Рибата, която ходи на плиткото
Вкаменелости на земноводни се намират само в земни пластове, които са по-млади от 365 милиона години. Еволюцията има свой ход във времето – междинни форми между рибите ръкоперки и земноводните се очаква да се намерят в по-стари пластове.
С тази задача се заемат трима американски палеонтолози. Първо те определят къде пластове с подходяща възраст се показват на повърхността. Удобно място се оказват арктическите острови на Канада. Слабо населени, почти без растителност, те са идеални за търсене на вкаменелости. От вятъра и дъжда скалите постепенно изветряват. Костите обаче изветряват по-трудно, защото в тях има хидроксиапатит (калциев фосфат). Ето защо вкаменелостите се забелязват на повърхността на земята като издатини.
Няколко студени и ветровити лета палеонтолозите изследват унилите хълмове на остров Елс-
миър – най-северния канадски остров. Най-накрая попадат на останките на риба с опашка и люспи, с плоска глава като на крокодил и здрави плавници с устройство, подобно на схемата „една кост –две кости – малки кости – пръсти“. Откритието е забележително, още повече че рибата има шия, т.е. тя може да движи главата си независимо от тялото. Отлаганията около рибата показват, че е живяла в плитка вода. Това очевидно е била риба, ходеща по дъното.
Рибата можеше да получи подобаващо латинско име, но учените решават да се допитат до коренните жители в района. Свикан е съвет на старейшините на ескимосите. Те предлагат две имена – едното е трудно за произнасяне, а другото е „тиктаалик“, което значи „голяма речна риба“.

Защо рибите излизат на сушата
Една от теориите за произхода на „ходещите риби“ предполага, че причината е засушаването на климата. Придвижването на рибите на суша им е помагало да се преместват от един пресъхващ водоем в друг. Това обаче не обяснява защо първите (и съвременните) земноводни живеят в силно влажна среда.
Днес преобладава представата, че излизането на рибите на сушата е резултат от увеличаването на съдържанието на кислород във въздуха и появяването в моретата на обрасли с растителност плитки крайбрежни области. От една страна, ръкоперката, която е можела да излиза на плиткото и да се движи там, успешно се е спасявала от преследването на хищните риби. От друга страна, бреговете са били покрити с растителност, а на сушата са излезли първите членестоноги. Всичко това е било храна, но само за тези, който могат да излязат от водата, макар и за кратко.

Свързани статии:

Нобелова седмица Предците на птерозаврите Признание за български учени Австралопитекът Луси за първи път у нас