Ett gammalt Elpistostege-fiskfossil som hittats i Miguasha, Kanada har avslöjat nya insikter om hur den mänskliga handen utvecklades från fiskfenor.
Ett internationellt team av paleontologer från Flinders University i Australien och Universite du Quebec a Rimouski i Kanada har avslöjat att fiskexemplaret har gett den saknade evolutionära länken hos fisken till tetrapod-övergången, när fiskar började röja i habitat som grunt vatten och land under den sena devonperioden för miljoner år sedan.
Denna kompletta 1.57 meter långa fisk visar hela armskelettet (bröstfenan) för första gången hos någon elpistostegalisk fisk. Med hjälp av högenergi-CT-skanningar avslöjade skelettet av bröstfenan närvaron av en humerus (arm), radie och ulna (underarm), rader av carpus (handled) och falanger organiserade i siffror (fingrar).
Enligt John Long, strategisk professor i paleontologi vid Flinders University, avslöjar upptäckten av ett komplett exemplar av en tetrapodliknande fisk som heter Elpistostege, extraordinär ny information om utvecklingen av ryggradsdjurens hand.
"Det här är första gången som vi otvetydigt har upptäckt fingrar låsta i en fena med fenstrålar hos någon känd fisk. De artikulerande siffrorna i fenan är som fingerbenen som finns i händerna på de flesta djur."
"Det här fyndet trycker tillbaka ursprunget för siffror hos ryggradsdjur till fisknivån och berättar att mönstret för ryggradsdjurens hand först utvecklades djupt i evolutionen, precis innan fiskarna lämnade vattnet", säger professor Long.
Utvecklingen av fiskar till tetrapoder – fyrbenta ryggradsdjur som människor tillhör – var en av de mest betydelsefulla händelserna i livets historia.
Ryggradsdjur (djur med ryggben) kunde sedan lämna vattnet och erövra land. För att slutföra denna övergång var en av de viktigaste förändringarna utvecklingen av händer och fötter.
För att förstå utvecklingen från en fiskfena till en tetrapodlem studerar paleontologer fossilerna av lobfenade fiskar och tetrapoder från Mellan- och Upper Devonian (393-359 miljoner år sedan) kända som "elpistostegalians".
Dessa inkluderar den välkända Tiktaalik från arktiska Kanada, känd endast från ofullständiga exemplar.
Medförfattare Richard Cloutier från Universite du Quebec a Rimouski säger att under det senaste decenniet har fossiler som informerar om övergången mellan fisk och tetrapod hjälpt till att bättre förstå anatomiska transformationer förknippade med andning, hörsel och matning, eftersom livsmiljön förändrades från vatten till land på jorden.
”Siffrornas ursprung handlar om att utveckla förmågan för fisken att bära sin vikt på grunt vatten eller för korta turer på land. Det ökade antalet små ben i fenan gör att fler flexibilitetsplan kan sprida ut sin vikt genom fenan."
"De andra särdragen som studien avslöjade rörande strukturen av överarmsbenet eller humerus, som också visar drag som delas med tidiga groddjur. Elpistostege är inte nödvändigtvis vår förfader, men det är närmast vi kan komma ett äkta 'övergångsfossil', en mellanting mellan fiskar och fyrfots.”
Elpistostege var det största rovdjuret som levde i en grund havsmiljö till flodmynning i Quebec för cirka 380 miljoner år sedan. Den hade kraftiga vassa huggtänder i munnen så den kunde ha livnärt sig på flera av de större utdöda lobfenade fiskarna som hittats fossila i samma avlagringar.
Elpistostege fick ursprungligen sitt namn från bara en liten del av skalltaket, som hittades i de fossilrika klipporna i Miguasha National Park, Quebec, och beskrevs 1938 som tillhörande en tidig tetrapod.
En annan del av skallen på detta gåtfulla odjur hittades och beskrevs 1985, vilket visar att det verkligen var en avancerad lobfenad fisk. Det anmärkningsvärda nya kompletta exemplaret av Elpistostege upptäcktes 2010.
Studien publicerades ursprungligen i tidskriften Natur. 18 mars 2020.
