ข้อมูล

สัตว์เลี้ยงลูกด้วยนมกลับสู่มหาสมุทรได้อย่างไรและทำไม?

สัตว์เลี้ยงลูกด้วยนมกลับสู่มหาสมุทรได้อย่างไรและทำไม?


We are searching data for your request:

Forums and discussions:
Manuals and reference books:
Data from registers:
Wait the end of the search in all databases.
Upon completion, a link will appear to access the found materials.

ถ้าฉันเข้าใจชีววิทยาวิวัฒนาการอย่างถูกต้อง สัตว์เลี้ยงลูกด้วยนมจะมีวิวัฒนาการบนบกเป็นสัตว์ขนาดเล็กเหมือนสัตว์ฟันแทะ ในยุคที่สัตว์เลื้อยคลานมีอำนาจเหนือแผ่นดิน ในที่สุดพวกมันก็มีความหลากหลายในสายพันธุ์ที่เรารู้จักในปัจจุบัน อย่างไรก็ตาม สปีชีส์เหล่านี้บางชนิดเป็นสัตว์น้ำ วาฬและโลมามักผุดขึ้นมาในความคิด ทำไมบรรพบุรุษของวาฬและโลมาจึงออกจากแผ่นดินเพื่อไปยังมหาสมุทร? พวกเขาวิวัฒนาการจากรูปแบบเดิมไปสู่ลักษณะผิวเผินของ ichthyoid ในปัจจุบันได้อย่างไร?


ฉันจะเน้นที่วาฬและโลมา (ปลาวาฬ) เมื่อคุณพูดถึงชื่อพวกมันและพวกมันเป็นตัวแทนของสัตว์เลี้ยงลูกด้วยนมในทะเลอื่น ๆ เช่นแมวน้ำหรือพะยูน วิวัฒนาการของสัตว์จำพวกวาฬเป็นหนึ่งในความลึกลับทางวิวัฒนาการที่น่าสนใจ เห็นได้ชัดว่าพวกมันเป็นสัตว์เลี้ยงลูกด้วยนม แต่สัตว์เลี้ยงลูกด้วยนมชนิดใดที่เป็นญาติสนิทที่สุดของพวกเขา? เบาะแสในการไขปริศนานี้เริ่มปรากฏให้เห็นในทศวรรษ 1980 และ 1990

ในช่วงปี 1980 และ 1990s นักบรรพชีวินวิทยาได้ค้นพบฟอสซิลหลายชนิดที่เห็นได้ชัดว่าเป็นสัตว์เลี้ยงลูกด้วยนมบนบก แต่มีลักษณะโครงกระดูกหลายอย่างร่วมกับสัตว์จำพวกวาฬ ฟอสซิลเหล่านี้รวมถึง Pakicetus [(Gingerich et al. 1983)] และ Rodhocetus (Gingerich et al. 1994) ลักษณะโครงกระดูกที่ใช้ร่วมกันซึ่งเป็นเอกลักษณ์ของวาฬและ Artiodactyla ซึ่งรู้จักกันทั่วไปว่าเป็นสัตว์เลี้ยงลูกด้วยนมที่มีนิ้วเท้าเท่ากัน Artiodactyls ได้แก่ กวาง แกะ สุกร วัวกระทิง และฮิปโปโปเตมัส Artiodactyls และวาฬฟอสซิลมีส่วนโครงกระดูกที่เป็นเอกลักษณ์ของข้อเท้าที่เรียกว่า astrogalus ดังแสดงในภาพด้านล่าง ตาตุ่มเป็นโครงสร้าง "รอกคู่" ที่ก่อให้เกิดข้อต่อข้อเท้า ภาพนี้นำมาจากบทสรุปที่ยอดเยี่ยมของวิวัฒนาการของวาฬ ซึ่งจัดทำโดยไซต์การทำความเข้าใจ Evolution ซึ่งโฮสต์โดย University of California at Berkeley ตาตุ่มไม่มีในสัตว์เลี้ยงลูกด้วยนมชนิดอื่น

วาฬดึกดำบรรพ์และสัตว์จำพวกวาฬสมัยใหม่ยังมีลักษณะเฉพาะของกะโหลกศีรษะรอบๆ บริเวณหู ซึ่งเรียกว่าแก้วหู แม้ว่าสัตว์เลี้ยงลูกด้วยนมทั้งหมดจะมี bullae (พหูพจน์ของ bulla) แต่ bullae ของสัตว์จำพวกวาฬและฟอสซิลของวาฬนั้นมีความพิเศษเมื่อเทียบกับสัตว์เลี้ยงลูกด้วยนมอื่นๆ สำหรับข้อมูลเพิ่มเติมเกี่ยวกับ Bulla โปรดดูที่หน้า Talk Origins ข้อมูลเพิ่มเติมเกี่ยวกับวาฬดึกดำบรรพ์สามารถพบได้ที่ Berkeley Comparative Museum of Paleontology ฟอสซิลจำนวนมากที่พบเป็นรูปแบบการนำส่งที่เชื่อมโยงอาร์ทิโอแดกทิลกับสัตว์จำพวกวาฬสมัยใหม่

แหล่งที่มา

ในช่วงเวลาเดียวกับการค้นพบฟอสซิล การวิเคราะห์ทางพันธุกรรมได้เพิ่มหลักฐานเพิ่มเติมที่สนับสนุนความสัมพันธ์ระหว่าง artiodactyls และ cetaceans (Milinkovitch et al. 1993) แม้ว่าเทคนิคการวิเคราะห์ทางพันธุกรรมในขั้นต้นจะไม่แข็งแกร่งเหมือนในทุกวันนี้ แต่การศึกษาทางพันธุกรรมจำนวนมากได้สนับสนุนและกลั่นกรองข้อสรุปของ Milinkovitch et al หลักฐานปัจจุบันแสดงว่าใกล้เคียงที่สุด การดำรงชีวิต ญาติของสัตว์จำพวกวาฬคือฮิปโป (ดู ตัวอย่างเช่น Price et al. 2005 และ Agnarsson และ May-Collado 2008) ความสัมพันธ์แสดงไว้ด้านล่างในรูปนี้จากกระดาษ Agnarsson และ May-Collado เส้นสีเข้มคืออาร์ทิโอแดกทิลและสัตว์จำพวกวาฬ เรียกอย่างเป็นทางการว่า เซตาร์ติโอแดกติลา

คำถามยังคงอยู่: ทำไม? คำอธิบายที่น่าจะเป็นไปได้มากที่สุดคือสัตว์จำพวกวาฬมีวิวัฒนาการมาเพื่อใช้ประโยชน์จากระบบนิเวศน์เฉพาะที่ไม่ได้รับการเติมเต็ม หรือปรับให้เข้ากับช่องใหม่ที่เกิดขึ้นจากการแปรสัณฐานของแผ่นเปลือกโลกหรือการเปลี่ยนแปลงสิ่งแวดล้อมประเภทอื่นๆ ที่เกิดขึ้นเมื่อ 50-55 ล้านปีก่อน ช่องนี้อธิบายทรัพยากรที่มีชีวิตและไม่มีชีวิตทั้งหมดที่สิ่งมีชีวิตต้องการเพื่อความอยู่รอด แม้ว่าสัตว์เลี้ยงลูกด้วยนมบนบกจะมีความหลากหลายเพิ่มขึ้น แต่ก็มีน้อยหรือไม่มีเลยในมหาสมุทร สมมติฐานพื้นฐานคืออาร์ติโอแดกทิลที่มีลักษณะคล้ายวาฬในยุคแรกๆ เช่น อินโดฮูส และ Pakicetus เป็นสัตว์เลี้ยงลูกด้วยนมบนบก (บนบก) ซึ่งใช้เวลาส่วนใหญ่อยู่ใกล้ริมน้ำ เมื่อเวลาผ่านไป พวกมันก็ปรับตัวเข้ากับช่องแคบในมหาสมุทร ฟอสซิลเช่น รถพยาบาล และ Rodhocetus แสดงให้เห็นอย่างชัดเจนถึงความสามารถในการว่ายน้ำ โดยมีหางแบนและเท้าหลังที่ขยายใหญ่ขึ้น นอกจากนี้ รูจมูกเลื่อนจากด้านหน้าไปยังส่วนบนของศีรษะ ซึ่งเราเรียกว่าช่องลม

การเปลี่ยนไปใช้ที่อยู่อาศัยในน้ำทำให้สายพันธุ์เหล่านี้สามารถใช้ประโยชน์จากทรัพยากรที่ไม่มีสัตว์เลี้ยงลูกด้วยนมบนบก ซึ่งจะช่วยลดการแข่งขันด้านทรัพยากร การแข่งขันที่ลดลงช่วยให้บุคคลสามารถอยู่รอดและขยายพันธุ์ได้มากขึ้น

สถานการณ์ที่คล้ายคลึงกันมีแนวโน้มสูงสำหรับสัตว์เลี้ยงลูกด้วยนมในทะเลอื่นๆ เช่น แมวน้ำหรือพะยูน พวกเขาพัฒนาเพื่อใช้ประโยชน์จากช่องนิเวศวิทยาที่สิ่งมีชีวิตอื่นไม่ได้เติมเต็ม แนวคิดพื้นฐานนี้ ซึ่งพัฒนาขึ้นเพื่อเติมเต็มช่องว่างที่มีอยู่ เป็นผลลัพธ์ทั่วไปของกระบวนการวิวัฒนาการ

การปรับตัวของสัตว์จำพวกวาฬและสัตว์เลี้ยงลูกด้วยนมอื่นๆ ให้เข้ากับมหาสมุทรอาจคล้ายกับของฮิปโปโปเตมัส ฮิปโปใช้เวลาส่วนใหญ่อยู่ในน้ำ และแสดงให้เห็นถึงการปรับตัวหลายอย่างที่ทำให้พวกมันสามารถอาศัยอยู่ในสิ่งแวดล้อมทางน้ำได้ ตาและรูจมูกของฮิปโปอยู่บนหัวสูง ซึ่งช่วยให้พวกมันจมอยู่ใต้น้ำเกือบทั้งหมด แต่ยังมองเห็นและดมกลิ่นดังที่แสดงด้านล่าง

(ภาพฮิปโปโดย Johannes Lunberg, Flickr Creative Commons)

ฮิปโปกินอาหารใต้น้ำ พวกมันหนักพอที่จะเดินไปตามก้นแม่น้ำ และผสมพันธุ์และคลอดลูกใต้น้ำ ตัวอ่อนสามารถดูดนมใต้น้ำได้ เห็นได้ชัดว่าฮิปโปดูเหมือนจะเป็นสัตว์เลี้ยงลูกด้วยนมอีกชนิดหนึ่งที่ "กลับสู่น้ำ" กระบวนการประเภทเดียวกันจะต้องเกิดขึ้นในสัตว์จำพวกวาฬเพื่อให้พวกมันปรับตัวให้เข้ากับที่อยู่อาศัยทางทะเล

การอ้างอิง

Agnarsson, I. และ L.J. May-Collado 2008. สายวิวัฒนาการของ Cetartiodactyla: ความสำคัญของการสุ่มตัวอย่างอนุกรมวิธานที่หนาแน่น ข้อมูลที่ขาดหายไป และคำสัญญาอันน่าทึ่งของไซโตโครม บี เพื่อให้มีสายวิวัฒนาการระดับสปีชีส์ที่เชื่อถือได้ สายวิวัฒนาการระดับโมเลกุลและวิวัฒนาการ 48: 964-985

Gingerich, P.D. และคณะ พ.ศ. 2526 กำเนิดของวาฬในทะเลส่วนที่เหลือของทวีปเอพิคอนติเนนตัล: หลักฐานใหม่จากอีโอซีนตอนต้นของปากีสถาน วิทยาศาสตร์ 220: 403-406

Gingerich, P.D. และคณะ พ.ศ. 2537 วาฬตัวใหม่จากอีโอซีนแห่งปากีสถานและที่มาของวาฬที่ว่ายน้ำได้ ธรรมชาติ 368: 844-847.

มิลินโควิช, เอ็ม.ซี. และคณะ พ.ศ. 2536 แก้ไขลำดับวงศ์ตระกูลของวาฬที่เสนอโดยลำดับดีเอ็นเอของไรโบโซมของไมโตคอนเดรีย ธรรมชาติ 361: 346-348.

Price, S.A. 2005. กลุ่มวิวัฒนาการที่สมบูรณ์ของวาฬ โลมา และสัตว์เลี้ยงลูกด้วยนมที่มีกีบเท้าเท่ากัน (Cetartiodactyla) ความคิดเห็นทางชีววิทยา 80: 445-473


พวกเขาวิวัฒนาการจากรูปแบบเดิมไปสู่ลักษณะผิวเผินของ ichthyoid ในปัจจุบันได้อย่างไร?

นี่คือตัวอย่างของ วิวัฒนาการมาบรรจบกัน. ปลาปรากฏตามที่ปรากฏ (รูปร่างเพรียว หางกว้าง ครีบ ฯลฯ) เนื่องจากสิ่งเหล่านี้เป็นการปรับตัวให้เข้ากับสภาพแวดล้อมใต้น้ำที่พวกมันอาศัยอยู่และวิวัฒนาการ ลักษณะเหล่านี้เป็นเพียง "อิกไทออยด์" หรือ "คาว" เพราะปลามี ที่นั่นก่อน' แต่เราสามารถนึกถึงคุณลักษณะต่างๆ เช่น "เอื้อต่อมหาสมุทร" แทน

สัตว์เลื้อยคลานมีวิวัฒนาการบนบก และด้วยเหตุนี้จึงมีลักษณะที่แตกต่างจากปลาโดยทั่วไป แต่สัตว์เลื้อยคลานที่กลับเข้าไปในมหาสมุทรเพื่อกลายเป็นอิกไทโอซอรัสได้ปรับตัวอีกครั้งเพื่ออาศัยอยู่ในสภาพแวดล้อมนั้น เนื่องจากพวกเขาประสบปัญหาคล้าย ๆ กับปลา (ลากขึ้นจากน้ำ ความจำเป็นในการเคลื่อนที่ในแบบ 3 มิติ เป็นต้น) การคัดเลือกโดยธรรมชาติจึงชอบคุณลักษณะ "เอื้ออำนวยต่อมหาสมุทร" เช่นเดียวกับปลา (แต่ไม่ใช่เฉพาะเช่น เต่ามี ลักษณะค่อนข้างแตกต่าง ซึ่ง "น่าอยู่" แต่ไม่ "คาว")

เมื่อสัตว์เลี้ยงลูกด้วยนมเข้าไปในมหาสมุทร พวกมันก็ประสบปัญหาเดียวกันนี้และแรงกดดันในการคัดเลือกแบบเดียวกัน ดังนั้นพวกมันจึงมีลักษณะที่ "เอื้ออำนวยต่อมหาสมุทร" มากขึ้น


ดูวิดีโอ: สตวเลยงลกดวยนมในทะเล มมากกวาโลมาและวาฬนะคราบบบบ (มิถุนายน 2022).