Ichthyostega is een geslacht van uitgestorven dieren die nauw verwant zijn aan tetrapoden (vierpotige terrestrische gewervelde dieren). Het wordt ongeveer 370 miljoen jaar geleden als fossiel gevonden in rotsen in Oost-Groenland uit de late Devoon-periode. Hoewel vaak “viervoeters” door de aanwezigheid van ledematen en vingers was Ichthyosteg een meer basale “primitieve” variëteit dan echte kroontetrapoden en zou nauwkeuriger een stegocephalic of steel quadruped kunnen worden genoemd.
Oorsprong en beschrijving bekijken
Foto: Ichthyostega
Ichthyostega (van het Grieks voor 'dakvissen') is een vroeg geslacht van de tetrapodomorfe clade (tetrapodomorfen) die leefden in de late Devoon-periode. Het was een van de eerste gewervelde dieren met vier ledematen die in het fossielenarchief werd gevonden. Ichthyostega had longen en ledematen die haar hielpen door ondiep water in moerassen te bewegen. Door structuur en gewoonten wordt het niet als een echt lid van de groep beschouwd, aangezien de eerste moderne amfibieën (leden van de Lissamphibia-groep) in het Trias verschenen.
Video: Ichthyostega
Leuk weetje: er werden oorspronkelijk vier soorten beschreven en een tweede geslacht, Ichthyostegopsis, werd beschreven. Maar verder onderzoek heeft het bestaan van drie betrouwbare soorten aangetoond, gebaseerd op de verhoudingen van de schedel en geassocieerd met drie verschillende formaties.
Tot de vondsten van andere vroege stegocephalians en nauw verwante vissen aan het einde van de 20e eeuw, bleef Ichthyostega het enige tijdelijke vis-tetrapod-fossiel dat werd gevonden, waarbij tegelijkertijd kenmerken van vissen en tetrapoden werden gecombineerd. Een nieuwere studie toonde aan dat ze een ongebruikelijke anatomie had.
Traditioneel vertegenwoordigt Ichthyostega een parafyletische klasse van de meest primitieve stamtetrapoden, daarom wordt het door veel moderne onderzoekers niet geclassificeerd als een voorouder van moderne soorten. Fylogenetische analyse heeft aangetoond dat Ichthyostega een tussenschakel is tussen andere primitieve tetrapoden met stegocephalische stengels. In 2012 stelde Schwartz een evolutionaire boom samen van vroege stegocephalians.
Uiterlijk en kenmerken
Foto: hoe een ichthyostega eruit ziet
Ichthyostega was ongeveer anderhalve meter lang en had een kleine rugvin langs de rand van de staart. De staart zelf bezat een reeks benige steunen die typerend zijn voor de staartsteunen die bij vissen worden aangetroffen. Andere kenmerken die bij eerdere gewervelde waterdieren zijn behouden, zijn onder meer een relatief kort snuitgebied, de aanwezigheid van een preoperculair bot in het wanggebied dat dient als onderdeel van de kieuwen, en veel kleine schubben op het lichaam. Geavanceerde tetrapod-kenmerken omvatten een reeks sterke botten die vlezige ledematen ondersteunen, ontbreken van kieuwen en sterke ribben.
Leuk weetje: Ichthyostega en zijn verwanten vertegenwoordigen vormen die iets geavanceerder zijn dan de in het water levende Eusthenopteron, en lijken dicht bij de evolutielijn te staan die leidde tot de eerste tetrapoden op het land.
Het meest opvallende kenmerk van het axiale skelet van de ichthyostegus is de mate waarin de ribben elkaar overlappen. Eén borstrib kan drie of vier achterste ribben overlappen, waardoor een tonvormig “korset” rond het lichaam. Dit suggereert dat het dier zijn romp niet lateraal kon buigen tijdens het lopen of zwemmen. De wervels waren geen chordaten, maar de neurale bogen hadden meer prominente zygapophysen.
Aangenomen kan worden dat het dier meer bewoog als gevolg van dorsoventrale flexie dan tijdens normaal zijwaarts lopen. De enorme voorpoten kunnen zijn gebruikt om het dier naar voren te trekken en vervolgens het presacrale gebied te buigen om de achterhand omhoog te trekken. De achterpoten bestonden uit een kort, dik dijbeen met een grote flens en een adductor met een diepe intercondylaire fossa.
De grote, bijna vierhoekige tibia en kortere fibula waren afgeplat. De grote intermediaire en fibula omvatten de meeste enkelbotten. Een goed bewaard exemplaar, verzameld in 1987, toont een complete set van zeven vingers, drie kleine aan de voorkant en vier volle aan de achterkant.
Waar leeft de Ichthyostega?
Foto: Ichthyostega in het water
Er zijn overblijfselen van Ichthyosteg gevonden in Groenland. Hoewel de exacte habitat van de soort onbekend is, kan worden aangenomen dat ichthyostegi bewoners waren van het noordelijk halfrond. En ze bewoonden de huidige wateren van de Atlantische Oceaan en de Noordelijke IJszee. De Devoon periode wordt gekenmerkt door een relatief warm klimaat en waarschijnlijk de afwezigheid van gletsjers. Het temperatuurverschil tussen de evenaar en de polen was niet zo groot als nu. Het weer was ook erg droog, meestal langs de evenaar waar het weer het droogst was.
Leuk weetje: reconstructies van de temperatuur van het tropische zeewater wijzen op een gemiddelde van 25°C in het vroege Devoon. Het kooldioxidegehalte daalde scherp tijdens het Devoon toen het begraven van nieuw gevormde bossen koolstof uit de atmosfeer in de sedimenten trok. Dit komt tot uiting in de midden-Devoon periode door af te koelen tot 5 °C. Het laat-Devoon wordt gekenmerkt door een temperatuurstijging tot een niveau gelijk aan het vroeg-Devoon.
Op dat moment is er geen overeenkomstige toename van de CO²-concentraties en neemt de continentale verwering toe (zoals blijkt uit hogere temperaturen). Daarnaast wijzen een aantal bewijzen, zoals de verspreiding van planten, op een laat-Devoon opwarming. Het is in deze periode dat de gevonden fossielen dateren. Het is mogelijk dat de Ichthyostegs het volgende Carboon hebben overleefd. Hun verdere verdwijning kan te wijten zijn aan een daling van de temperatuur in hun leefgebieden.
Gedurende deze periode beïnvloedde het klimaat de dominante organismen in riffen, microben waren de belangrijkste rifvormende organismen tijdens warme periodes, en koralen en stromatoporoïde sponzen speelden een dominante rol in koudere tijden. De opwarming aan het einde van het Devoon heeft mogelijk zelfs bijgedragen aan het verdwijnen van stromatoporoïden.
Nu weet je waar de ichthyostega is gevonden. Laten we eens kijken wat ze heeft gegeten.
Wat heeft Ichthyostega gegeten?
Foto: Ichthyostega
De vingers van de ichthyostega waren slecht gebogen en het spierstelsel was zwak, maar het dier kon zich, naast de wateromgeving, al door moerassige stukken land bewegen. Als we het tijdverdrijf van ichthyostegi in procenten beschouwen, dan veroverde ze 70-80% van de tijd het waterelement en de resterende tijd probeerde ze het land te beheersen. De belangrijkste voedselbronnen waren de bewoners van de zeeën van die tijd, vissen, marien plankton en mogelijk zeeplanten. De zeespiegel was over het algemeen hoog in het Devoon.
De mariene fauna werd nog steeds gedomineerd door:
- bryozoën;
- diverse en overvloedige brachiopoden;
- mysterieuze hederelliden;
- microconchids ;
- crinoid lelie-achtige dieren, ondanks hun gelijkenis met bloemen, waren er in overvloed;
- trilobieten waren nog vrij algemeen.
Het is mogelijk dat Ichthyostega zich voedde met enkele van deze soorten. Eerder hebben wetenschappers ichthyostega geassocieerd met het verschijnen van tetrapoden op het land. Hoogstwaarschijnlijk ging ze echter voor een zeer korte tijd aan land en keerde terug naar het water. Welke van de oude gewervelde dieren de echte ontdekker van het land werd, valt nog te bezien.
Tegen de Devoon-periode was het leven in volle gang in het proces van kolonisatie van de aarde. De mosbossen en bacteriematten van het Siluur aan het begin van de periode omvatten primitieve wortelplanten die de oorspronkelijke stabiele bodems creëerden en geleedpotigen zoals mijten, schorpioenen, trigonotharbids en duizendpoten. Hoewel geleedpotigen eerder op aarde verschenen dan het vroege Devoon, en het bestaan van fossielen zoals Climactichnites suggereert dat terrestrische geleedpotigen mogelijk al in het Cambrium zijn verschenen.
De eerste mogelijke fossielen van insecten verschenen in het vroege Devoon. Bewijs voor de vroegste tetrapoden wordt gepresenteerd als sporenfossielen in ondiepe lagunes van een marien carbonaatplatform/-plank tijdens het Midden-Devoon, hoewel deze sporen in twijfel zijn getrokken en wetenschappers hebben getheoretiseerd dat er sporen van vissen waren. Al deze zich snel ontwikkelende flora en fauna was een potentiële voedselbron voor Ichthyosteg.
Karakter- en levensstijlkenmerken
Foto: uitgestorven Ichthyostega
De leeftijd van het dier werd vastgesteld op 370 miljoen jaar en gedateerd in de Devoon-periode. Ichthyostega — een van de oudst bekende tetrapoden. Vanwege zijn kenmerken, waaronder kenmerken van zowel vissen als amfibieën, heeft Ichthyostega gediend als een belangrijke springplank en morfologisch bewijs voor de evolutietheorie.
Leuk weetje: een van de coolste feiten over Ichthyosteg is niet dat ze zwemvliezen heeft, maar dat ze lucht kon inademen — in ieder geval voor korte periodes. Maar zelfs met dit geweldige vermogen heeft ze waarschijnlijk niet veel tijd op het land doorgebracht. Dit kwam doordat ze nogal zwaar was en zijn benen niet sterk genoeg waren om zijn stevige lichaam te bewegen.
Bij Ichthyostega lijken de voorpoten zwaar te zijn geweest en kon de onderarm niet volledig worden gestrekt. De verhoudingen van de zeeolifant komen het meest overeen met het anatomische equivalent van levende dieren. Het is mogelijk dat Ichthyostega rotsachtige stranden beklom, waarbij hij zijn voorpoten evenwijdig bewoog en zijn achterpoten erachter sleepte.
Het dier was niet in staat tot typische viervoetige gangen omdat de voorpoten niet het noodzakelijke bereik van rotatiebewegingen hadden. De exacte levensstijl van Ichthyostega is echter nog niet duidelijk vanwege zijn ongebruikelijke kenmerken.
Sociale structuur en reproductie
Foto: Ichthyostegai
Aangenomen wordt dat Ichthyostega en haar familieleden hun tijd doorbrachten met zonnebaden om hun lichaamstemperatuur te verhogen. Ze keerden ook terug naar het water om af te koelen, op voedsel te jagen en te broeden. Hun manier van leven vereiste sterke voorpoten om in ieder geval het voorste deel uit het water te trekken, en een sterkere borst en ruggengraat om hen te ondersteunen, zonnebadend op hun buik als moderne krokodillen.
Interessant feit: Ichthyostegs werden de stamvaders van twee hoofdtakken van amfibieën, die verschillen in de structuur van de schedel en ledematen. Labyrinthodonts ontstonden in het Laat-Devoon. Uiterlijk leken ze op krokodillen of salamanders. Tegenwoordig zijn er honderden soorten labyrinthodonten bekend geworden die leefden in moerassige bossen en rivieren.
Water was een vereiste voor de Ichthyostega, aangezien de eieren van de vroegste landtetrapoden niet buiten het water konden overleven, zodat voortplanting niet mogelijk was zonder een wateromgeving. Water was ook essentieel voor hun larven en externe bevruchting. Sindsdien hebben de meeste terrestrische gewervelde dieren twee methoden van interne bevruchting ontwikkeld. Ofwel direct, zoals te zien bij alle amnioten en enkele amfibieën, of indirect voor veel salamanders, door een spermatofoor op de grond te plaatsen, die vervolgens door het vrouwtje wordt opgetild.
Ichthyostega natuurlijke vijanden
Foto: Hoe ichthyostega eruit ziet
Hoewel de voorpoten niet zijn gereconstrueerd omdat ze niet worden gevonden tussen de bekende fossielen van het dier, wordt aangenomen dat deze aanhangsels groter waren dan de achterpoten van het dier. Wetenschappers geloven dat de ichthyostega op deze manier zijn lichaam van het water naar het land verplaatste.
Het lijkt erop dat voortbeweging, die een functie is van de instinctieve bewegingen van het bewegingsapparaat van het lichaam, slechts een minimale variabiliteit vertegenwoordigde van bewegingen onder water met behulp van een combinatie van staartbewegingen en benen. In dit geval werden de benen speciaal gebruikt om de spieren door het overstroomde kreupelhout van waterplanten te leiden.
Interessant feit: hoewel landbewegingen mogelijk waren, was Ichthyostega meer ontwikkeld voor het leven in het water, vooral in het volwassen stadium van zijn leven. Het bewoog zich zelden op het land, en misschien diende het kleinere formaat van jonge exemplaren, waardoor ze zich gemakkelijker op het land konden verplaatsen, niet om naar voedsel buiten het waterelement te zoeken, maar als een manier om andere grote roofdieren te ontwijken totdat ze groot genoeg waren om te ontwijken. hun prooi worden.
De wetenschappers beweren dat het verhuizen naar het land de dieren meer veiligheid bood tegen roofdieren, minder concurrentie om prooien en bepaalde milieuvoordelen die niet in water voorkomen, zoals zuurstofconcentratie en temperatuurbeheersing — impliceert dat zich ontwikkelende ledematen zich ook aanpassen om een deel van hun tijd buiten het water door te brengen.
Studies hebben echter aangetoond dat sarcopterygiërs quadrupedaalachtige ledematen hebben ontwikkeld die geschikt zijn om lang te lopen voordat ze naar het land gaan. Dit suggereert dat ze zich hebben aangepast om onder water op het land te lopen voordat ze naar het land gaan.
Populatie- en soortenstatus
Foto: Ichthyostega
Ichthyostega is een soort die al heel lang is uitgestorven. Daarom is het tegenwoordig moeilijk te beoordelen hoe wijdverspreid Ichthyostega-populaties op aarde waren. Maar aangezien fossielen alleen in Groenland werden gevonden, was het aantal individuen waarschijnlijk te verwaarlozen. Deze dieren leefden in een zeer moeilijke periode. Een grote uitsterving vond plaats aan het begin van de laatste fase van het Devoon, de fauna van de Famenziaanse afzettingen laat zien dat ongeveer 372,2 miljoen jaar geleden, toen alle fossiele agnatan-vissen, met uitzondering van heterostracan psammosteiids, plotseling verdwenen.
Het uitstervingsgebeuren in het Laat-Devoon was een van de vijf belangrijkste uitstervingsgebeurtenissen in de geschiedenis van het leven op aarde en was radicaler dan het soortgelijke uitstervingsgebeurtenis dat het Krijt afsloot. De uitstervingscrisis in het Devoon trof voornamelijk de mariene gemeenschap en trof selectief organismen in ondiep water in warm water. De belangrijkste groep die leed onder deze uitstervingsgebeurtenis waren de bouwers van de grote rifsystemen.
Onder de mariene groepen die zwaar werden getroffen waren:
- brachiopoden;
- ammonieten;
- trilobieten;
- acritarchen;
- kakenloze vissen;
- conodonten;
- allemaal placoderms.
Landplanten, evenals zoetwatersoorten zoals onze tetrapod-voorouders, werden relatief onaangetast door het uitsterven van het Laat-Devoon. De redenen voor het uitsterven van soorten in het Laat-Devoon zijn nog onbekend en alle verklaringen blijven speculatief. Onder deze omstandigheden overleefde Ichthyostega en vermenigvuldigde zich. Asteroïde-inslagen veranderden het aardoppervlak en beïnvloedden de bewoners.
