Μια εντυπωσιακή αρχαιολογική ανακάλυψη από την Οκλαχόμα φέρνει στο φως το αρχαιότερο γνωστό σύστημα αναπνοής που είχαν ποτέ τα πρώτα χερσαία σπονδυλωτά, αλλάζοντας όσα γνωρίζαμε για την εξέλιξη των ζώων στην ξηρά. Ένα μικρό, θαυματουργά διατηρημένο απολίθωμα ερπετού που έζησε πριν από 289 εκατομμύρια χρόνια αποκαλύπτει με συγκλονιστικό τρόπο πώς ξεκίνησε η αναπνοή μέσω των πλευρικών μυών στα αμνιωτά – στην ομάδα που περιλαμβάνει ερπετά, πτηνά, θηλαστικά και τους προγόνους τους.
Η σχετική μελέτη που δημοσιεύθηκε στο Nature, αναλύει το απολίθωμα του Captorhinus aguti, ενός ερπετού της πρώιμης Πέρμιας περιόδου. Το εντυπωσιακά διατηρημένο δείγμα παρουσιάζει όχι μόνο οστά, αλλά και τρισδιάστατο δέρμα, ασβεστοποιημένους χόνδρους και πρωτεΐνες που προηγούνται κατά σχεδόν 100 εκατομμύρια χρόνια από κάθε προηγούμενο απολίθωμα με μαλακούς ιστούς.
Όπως τονίζει ο Ethan Mooney, που ηγήθηκε της έρευνας ως φοιτητής στο Πανεπιστήμιο του Τορόντο και σήμερα συνεχίζει στο Χάρβαρντ, το Captorhinus μοιάζει με σαύρα και αποτελεί το κλειδί για να κατανοήσουμε την πρώτη φάση εξέλιξης των αμνιωτών.
Ένα απολίθωμα που ξαναγράφει την ιστορία
Τα μέλη του γένους Captorhinus ήταν από τα πρώτα ερπετά που επιχείρησαν να επιβιώσουν εκτός νερού. Ανακαλύφθηκαν σε σπηλιές του Richards Spur στην Οκλαχόμα, σε μια περιοχή όπου μοναδικές συνθήκες βοήθησαν στην εξαιρετική διατήρηση των οστών, του δέρματος και των χόνδρων. Το απολίθωμα παρουσιάζει το ζώο σε στάση θανάτου, με τα μπροστινά του άκρα διπλωμένα κάτω από το σώμα, διατηρώντας ακόμα και το δέρμα!
Αποκάλυψη υψηλής τεχνολογίας
Χρησιμοποιώντας νετρονική υπολογιστική τομογραφία από ερευνητικό κέντρο της Αυστραλίας, οι επιστήμονες κατάφεραν να μελετήσουν το εσωτερικό του απολιθώματος χωρίς να το βλάψουν. Ο Mooney περιέγραψε το εύρημα σαν ένα «όμορφο δέρμα με υφή ακορντεόν» γύρω από τα οστά, θυμίζοντας τις φολίδες σύγχρονων σκωληκόσαυρων.
Η αληθινή αρχή της πλευρικής αναπνοής
Μελετώντας τρία διαφορετικά απολιθώματα Captorhinus, η ερευνητική ομάδα μπόρεσε να εντοπίσει για πρώτη φορά τα στοιχεία που δείχνουν τους πρώιμους θωρακικούς μυς που χρησιμοποιήθηκαν για την αναπνοή. Εκείνη την εποχή, τα αμφίβια βασίζονταν στην αναπνοή μέσω δέρματος και πίεσης στόματος/λαιμού, κάτι που δεν ήταν αρκετό για ενεργητική ζωή στην ξηρά. Η εξέλιξη της πλευρικής αναπνοής, με μεσοπλεύριους μυς να διαστέλλουν το στήθος, αποτέλεσε τη ριζική αλλαγή που άνοιξε το δρόμο για τα ερπετά, τα πτηνά και τα θηλαστικά.
Όπως δηλώνει ο καθηγητής Reisz, το σύστημα που παρατηρήθηκε στο Captorhinus αποτελεί τον «πρόγονο» της αναπνευστικής λειτουργίας που συναντάμε σε όλα τα σύγχρονα αμνιωτά.
Εύρημα-σταθμός: Πρωτεΐνες 289 εκατομμυρίων ετών
Ένα ακόμη εντυπωσιακό στοιχείο είναι ο εντοπισμός πρωτεϊνικών καταλοίπων σε οστά, χόνδρους και δέρμα με τη βοήθεια υπέρυθρης φασματοσκοπίας. Οι οργανικές αυτές ενώσεις είναι οι αρχαιότερες που έχουν εντοπιστεί σε απολιθώματα της Παλαιοζωικής εποχής. Συμπερασματικά, η επιτυχία αυτής της έρευνας επεκτείνει δραστικά τις γνώσεις μας για τη διατήρηση μαλακών ιστών και πρωτεϊνών σε τόσο αρχαία απολιθώματα.
Το σημαντικό απολίθωμα φυλάσσεται σήμερα στο Royal Ontario Museum στο Τορόντο, έτοιμο να αποκαλύψει περισσότερα μυστικά για το πώς η αναπνοή εξέλιξε τη ζωή στην ξηρά και οδήγησε στη βιοποικιλότητα του σύγχρονου κόσμου.
