W odległej przeszłości, między 350 a 400 milionów lat temu, grupa naszych rybich przodków zaczęła
wypełzać na ląd. Płetwy, które napędzały ich poruszanie się w wodzie, wyewoluowały stopniowo w solidne, unoszące ciężar kończyny. Ich tylne kończyny połączyły się bezpośrednio z
ich biodrami, które powiększyły się. Pływające ryby stały się chodzącymi czworonogami, takimi jak płazy, gady i ssaki.
Naukowcy zbadali ewolucję kończyn i szkieletów czworonogów do nieprawdopodobnych szczegółów, ale inne aspekty inwazji na ląd pozostały mniej jasne. Na przykład, jak właściwie odżywiali się ci nasi pionierscy przodkowie?
Wiele ryb odżywia się przez wsysanie. Kiedy otwierają szczęki, kość w kształcie końskiej podkowy, zwana kością gnykową, przyciska dno jamy gębowej, rozszerzając ją i tworząc prąd wody, który wciąga do środka zdobycz. Także gatunki, które gryzą i wyrywają kęski, polegają na podobnym wsysaniu, żeby połknąć zdobycz, która już znajduje się w jamie gębowej.
Ta technika działa, ponieważ ryba jest nieustannie otoczona wodą. Nie działa jednak na suchym lądzie. Na szczęście czworonogi rozwiązały ten problem przy pomocy umięśnionego języka, który pomaga przesunąć żywność z ust do gardła. Tutaj także ważna jest kość gnykowa – jest to kość, do której przyczepiony jest język. Ale jak to wyewoluowało? Jak kość gnykowa zmieniła się z kości powodującej zasysanie w kość, która porusza językiem? Jak połykały jedzenie pierwsze czworonogi?
Trudno było odpowiedzieć na te pytania, bo bardzo niewiele skamieniałości wczesnych czworonogów zawiera dobrze zachowane kości gnykowe. Ale Krijn Michel z Uniwersytetu w Antwerpii spróbował innej taktyki: badał rozkoszną rybę zwaną poskoczkiem mułowym. To maleńkie stworzenie wygląda jak mały odbój drzwiowy z parą płetw i wyłupiastymi oczyma, i żyje na moczarach namorzynowych u wybrzeży wschodniej Afryki, na Oceanie Indyjskim i na zachodnim Oceanie Spokojnym. Spędza zaskakująco dużo czasu na lądzie. Porusza się po lądzie na płetwach, walcząc, kopulując i żerując na otwartym powietrzu.
Michel filmował poskoczki mułowe szybkimi kamerami, kiedy wciągały kawałki krewetek znalezione na suchej powierzchni. Kiedy oglądał wideo, zauważył coś dziwnego. W momencie, kiedy poskoczek pochyla się do przodu i otwiera gębę, z otwartych szczęk wystaje mały bąbel wody. Woda rozlewa się na kąsku, który poskoczek otacza jamą gębową. Następnie wsysa kąsek razem z wodą.
Woda działa jako język – “język hydrodynamiczny”, według określenia Michela. Pozwala rybie wciągnąć pokarm, a potem połknąć go.
Michel pokazał, jak ważny jest ten “język”, umieszczając kąski krewetek na wchłaniającej wodę powierzchni i filmując poskoczki rentgenowską kamerą wideo. Tym razem, kiedy poskoczki pochylały się, ich wodne języki wsiąkały w podłoże. Nadal potrafiły pochwycić kąsek szczękami, ale nie mogły go połknąć. W 70 procentach prób musiały wrócić do wody zanim udawało im się przełknąć to, co miały w jamach gębowych.
To wyjaśnia, dlaczego poskoczki niemal zawsze wypełniają jamy gębowe wodą, zanim wyjdą na ląd. Przez trzymanie wodnych języków mogą przełknąć kilka kąsków zanim muszą wrócić do wody. W odróżnieniu od tego Channalabes apus (ryba sumokształtna), która także robi wypady na ląd, nie używa tej samej sztuczki i musi zawsze wrócić do wody po porwaniu zdobyczy.
“Te odkrycia sugerują, że połykanie żywności na lądzie mogło być poważnym problemem przy przejściu z wody na ląd w czasie ewolucji kręgowców” - mówi Beth Brainerd z Brown University. “Kiedy wczesne czworonogi zaczęły żerować na lądzie, musiały wyewoluować nowy sposób przesuwania pokarmu w tył gardła, żeby go połknąć”.
Czy używały wodnych języków, jak poskoczki? Może, ale należy pamiętać, że są to współczesne ryby, nie zaś potencjalne czworonogi. Od naszych kolonizujących ląd przodków oddzielają je setki milionów lat ewolucji. Co najwyżej mogą dawać wskazówki na temat strategii, jakiej mogły używać wczesne czworonogi, kiedy przeprowadziły się na ląd.
Wodny język mógł dostarczyć działającego rozwiązania tymczasowego, pozwalając zwierzętom na żerowanie, podczas gdy kość gnykowa zmieniała się i rozwijały się umięśnione języki. Istotnie, kiedy Michel nakierował swoje kamery rentgenowskie na rybę i na traszkę, żeby zobaczyć jak poruszały się ich kości gnykowe podczas jedzenia, stwierdził, że ruchy traszki bardziej przypominały ruchy poskoczka. Kość wykonywała odpowiedni rodzaj ruchów, mimo braku przyczepionego do niej mięśniowego narządu.
Źródło: Michel, Heiss, Aerts & Van Wassenbergh. 2015. A fish that uses its hydrodynamic tongue to feed on land. Proc Roy Soc B http://dx.doi.org/10.1098/rspb.2015.0057
PS: Ryby mają “języki”, ale określenie to jest tylko daleką paralelą; inaczej niż nasze umięśnione narządy, te języki [zazwyczaj) nie mogą wysuwać się poza jamę gębową i nie pomagają w połykaniu. Mogą jednak pomagać w żuciu.
Fish that walkson land swallows with tongue made ofwater
Not Exactly Rocket Science, 17 marca 2015
Tłumaczenie: Małgorzata Koraszewska
