מאובנים חדשים מלפני 480 מיליון שנה מפרקים את האבולוציה המוקדמת של פרוקי רגליים

פרוקי רגליים מופיעים לראשונה בתיעוד המאובנים לפני כ-530 מיליון שנה. בעלי חיים בעלי רגליים מפרקיות אלו הן קבוצת בעלי החיים העשירה והמגוונת ביותר על פני כדור הארץ. היצורים המוכרים נמצאים כמעט בכל מקום: סרטני פרסה, עקרבים, עכבישים, קרציות, רב רגליים ומרבה רגליים, סרטנים, לובסטרים, פשפשי גלולות, פרפרים, נמלים, יתושים, חיפושיות, והרשימה עוד ארוכה.

הצלחתם חסרת תקדים של פרוקי רגליים היא במידה רבה בגלל המבנה המפולח של גופם ואיבריהם. האבולוציה יכולה לשנות כל מקטע בנפרד למטרות שונות, ולאפשר לפרוקי רגליים להסתגל כמעט לכל סביבה ומצב חיים אפשריים. לגפיים מודרניות של פרוקי רגליים בצורתן הבסיסית ביותר יש שני ענפים, שלעתים קרובות כל אחד מהם מתמחה במיוחד עבור תפקיד אחד - למשל, להסתובב, לחוש את הסביבה, לנשום או להזדווג. אחת השאלות המרכזיות של פליאונטולוגים היא כיצד התפתחו הגפיים הכפולות הללו.

המחקר שלנופורסם לאחרונה ב-Natureמתמקד במאובנים שהתגלו לאחרונה של קבוצה שנכחדה מזמן, האנומלוקרידידים, כדי למלא חלק מהסיפור האבולוציוני של פרוקי רגליים.

אנומלוקרידידים, פרוקי רגליים לא ידועים

אנומלוקרידידים הופיעו לראשונה לפני כ-530 מיליון שנה, בתקופה גיאולוגית שנקראת הקמבריון. האנומלוקרידידים הידועים ביותר מתוארכים לכ-480 מיליון שנים, וחיו בתקופת האורדוביץ'. לעינינו, החיות הללו נראות זרות מאוד: יש להן ראש עם זוג תוספות אחיזה קוצניות ופה עגול מוקף לוחות שיניים. גופם הארוך והמפולח נושא דשים ששימשו לשחייה.

במשך עשרות שנים, טבעם האמיתי של בעלי חיים אלה חמק מאיתנו, כאשר חלקים מבודדים מתוארים כבעלי חיים נפרדים: ספיפי ראשם הקוצניים היו מאמינים כגוף של חסילון, הפה בעל השיניים נחשב לייצג מדוזה, וגופם השלם היה מתוארים כמלפפונים ים! רק בשנת 1985, כמעט מאה שנה לאחר שהתגלו המאובנים האנומלוקרידידיים הראשונים, השותף שלידרק בריגסיחד עם המנוחהארי וויטינגטוןפשוטו כמשמעו חבר את כל החלקים יחד והציג אתשחזורים מדויקים ראשונים.

עם זאת, אנומלוקרידידים נותרו אניגמטיים. ייקח עוד כמעט עשור עד שהם יהיו סוף סוףמוכר כפרוקי רגליים. גם אז נותרו שאלות רבות על האנטומיה ועל מקומם באבולוציה. תעלומה אחת נוגעת לאופי הדשים על גופם: האמינו כי לאנומלוקרידידים יש רק סט אחד של דשים, ולא היה ברור לאיזה מבנה בפרוקי רגליים אחרים הדשים הללו שוות ערך. תעלומה נוספת נסבה סביב היעדר מוחלט לכאורה של איברים על תא המטען שלהם - מביך למדי עבור פרוקי רגליים! מקובל היה שכתוצאה מאורח החיים שלהם בשחייה, אנומלוקרידידים איבדו לחלוטין את איברי הגזע שלהם במהלך האבולוציה.

הקשר חדש לאבולוציה אנומלוקרידידית

הגילוי האחרון של מאובנים תלת מימדיים שהשתמרו בצורה יוצאת דופן של אנומלוקרידיד ענק חדש מספר סיפור אחר. אספנים מצאו מאובנים של החיה - בשם Aegirocassis benmoulae לכבוד מגלה מוחמד 'או אמר' בן מולה - במרבצי פצלי פזואטה בני 480 מיליון שנה בדרום מזרח מרוקו.

כיום האזור הוא מדבר סלעי בסהרה. אבל כשהחיה הייתה בחיים, אזור זה היה ממוקם קרוב לקוטב הדרומי ומכוסה באוקיינוס. כאשר בעלי החיים מתו, הם שקעו לקרקעית הים, שם גופותיהם היו מכוסות בזרימות בוץ. סלעים קשים נוצרו סביבם במהירות, הגנו על המאובנים מפני תהפוכות גיאולוגיות מאוחרות יותר ושימרו אותם בפרטי פרטים.

במהלך אלפי השנים, מאובנים תמיד נשברים לחתיכות קטנות יותר הדורשות הרכבה מחדש במעבדה לאחר האיסוף. לעתים קרובות, הם עדיין מכוסים חלקית על ידי הסלע שמסביב. כדי לחשוף את מלוא פארם, הם צריכים להיות מוכנים בקפידה, תוך שימוש בכל דבר החל מפטישים ואזמלים, בגדלים שונים של כלים ייעודיים המופעלים באוויר כדי לחתוך את הסלע, עד למחטים דקות ואזמלים עדינים. במקרה זה, הכנת כל הדגימות נדרשת קרוב ל-1,000 שעות.

במהלך תהליך הניקוי הזה, גיליתי שלמאובנים המרוקאים למעשה אין אחד, אלא שני סטים נפרדים של דשים לכל קטע. יחד עם השותפים שלי

אז אנומלוקרידידים לא איבדו את גברי הגזע שלהם, כפי שחשבו בעבר. במקום זאת, הדשים העליונים שלהם שוות ערך לענף העליון של הגפיים של פרוקי רגליים מאוחרות יותר, בעוד שהדשים התחתונים שלהם מקבילים לענף התחתון ומייצגים רגליים מתוקנות, המותאמות לשחייה. העובדה שמבנים אלה עדיין נפרדים באנומלוקרידידים מצביעה על כך שאיברי פרוקי רגליים מסועפים קלאסיים התעוררו רק מאוחר יותר, דרך היתוך של שני המבנים. זה מאשר כי אנומלוקרידידים מייצגים שלב מוקדם מאוד באבולוציה של פרוקי רגליים, לפני שכולן הסתעפו גפיים פרוקי רגליים.

הגילוי של Aegirocassis benmoulae הוא משמעותי גם מנקודת מבט אקולוגית. כמעט כל האנומלוקרידידים האחרים היו חיות טרף פעילות שתפסו את מחצבתם עם גפי ראשם הקוצניים. אבל תוספות הראש של החיה המרוקאית משתנים למסננת מאוד מורכבת, המאפשרת לה לסנן פלנקטון מהאוקיינוסים. Aegirocassis benmoulae הגיע לגודל עצום של לפחות עד 7 רגל (2.1 מ') באורך, ומדרג אותו בין פרוקי הרגליים הגדולים ביותר שחיו אי פעם. הענק הזה התפתח בשלבים המוקדמים של עלייה מסיבית במגוון הביולוגי, כולל בפלנקטון. בדרך זו, Aegirocassis benmoulae מבשרת את המראה בתנאים דומים של כרישים ולווייתנים ענקיים שניזונים מסננים בתקופה הרבה יותר מאוחרת.

המאובנים המרוקאים מספקים ללא ספק את הדוגמה העתיקה ביותר לבעלי חיים מסיביים אוכלי פלנקטון שהתפתחו מטורפים פעילים בזמן של עלייה בקנה מידה גדול במגוון הפלנקטונים. הם דוגמה מצוינת למה שנראה כמגמה אבולוציונית כוללת.