Ichthyostega er en slekt av utdødde dyr som er nært beslektet med tetrapoder (firbeinte landlevende virveldyr). Den finnes som et fossil i bergarter på Øst-Grønland fra slutten av devontiden for rundt 370 millioner år siden. Selv om det ofte refereres til som “firebeinte” på grunn av tilstedeværelsen av lemmer og fingre, var Ichthyosteg en mer basal “primitiv” variasjon enn ekte krone tetrapoder og kan mer nøyaktig kalles en stegocephalic eller stilk firedoblet.
Se opprinnelse og beskrivelse
Foto: Ichthyostega
Ichthyostega (fra gresk for “takfisk”) er en tidlig slekt av tetrapodomorph clade (tetrapodomorphs) som levde i slutten av devonperioden. Det var et av de første firbenede virveldyrene som ble funnet i fossilregisteret. Ichthyostega hadde lunger og lemmer som hjalp henne med å bevege seg gjennom grunt vann i sumper. Av struktur og vaner regnes den ikke som et ekte medlem av gruppen, siden de første moderne amfibiene (medlemmer av Lissamphibia-gruppen) dukket opp i triasperioden.
Video: Ichthyostega
Morsomt faktum: Fire arter ble opprinnelig beskrevet, og en andre slekt, Ichthyostegopsis, ble beskrevet. Men videre forskning har vist at det eksisterer tre pålitelige arter, basert på proporsjonene til hodeskallen og assosiert med tre forskjellige formasjoner.
Inntil funnene av andre tidlige stegocephalians og nært beslektede fisker på slutten av 1900-tallet, forble Ichthyostega det eneste overgangsfisk-tetrapod-fossilet som ble funnet, og kombinerte trekk ved fisk og tetrapoder på samme tid. En nyere studie viste at hun hadde en uvanlig anatomi.
Tradisjonelt representerer Ichthyostega en parafyletisk klasse av de mest primitive stammetetrapodene, derfor er den ikke klassifisert av mange moderne forskere som en stamfar til moderne arter. Fylogenetisk analyse har vist at Ichthyostega er en mellomkobling mellom andre primitive stegocephalic stamme tetrapoder. I 2012 kompilerte Schwartz et evolusjonært tre av tidlige stegocefalianere.
Utseende og funksjoner
Foto: Hvordan en ichthyostega ser ut
Ichthyostega var omtrent halvannen meter lang og hadde en liten ryggfinne langs halekanten. Selve halen hadde en serie beinstøtter som er typiske for halestøttene som finnes hos fisk. Andre funksjoner som er beholdt hos tidligere akvatiske virveldyr inkluderer et relativt kort snuteområde, tilstedeværelsen av et preoperkulært bein i kinnregionen som fungerer som en del av gjellene, og mange små skjell på kroppen. Avanserte tetrapod-funksjoner inkluderer en serie sterke bein som støtter kjøttfulle lemmer, mangel på gjeller og sterke ribbein.
Fun fact: Ichthyostega og dens slektninger representerer former litt mer avanserte enn det akvatiske Eusthenopteron, og ser ut til å være nær evolusjonslinjen som fører til de første tetrapodene på land.
Det mest bemerkelsesverdige trekk ved ichthyostegus aksiale skjelettet er graden i hvilken ribbeina overlapper hverandre. Ett brystribb kan overlappe tre eller fire flere bakre ribber, og danner en tønneformet “korsett” rundt kroppen. Dette tyder på at dyret ikke kunne bøye overkroppen sideveis mens han gikk eller svømte. Ryggvirvlene var ikke chordater, men nevralbuene hadde mer fremtredende zygapofyser.
Det kan antas at dyret beveget seg mer som følge av dorsoventral fleksjon enn ved normal lateral gange. De massive forbenene kan ha blitt brukt til å trekke dyret fremover og deretter bøye det presakrale området for å trekke bakparten opp. Baklemmene besto av et kort, tykt lårben med en stor flens og en adduktor med en dyp interkondylær fossa.
Den store, nesten firkantede tibia og kortere fibula ble flatet ut. Den store mellomliggende og fibula inkluderte de fleste ankelbeina. Et godt bevart eksemplar samlet i 1987 viser et komplett sett med syv fingre, tre små på forkanten og fire fulle på baksiden.
Hvor bor Ichthyostegaen?
Foto: Ichthyostega i vannet
Ichthyosteg-rester er funnet på Grønland. Selv om artens eksakte habitat er ukjent, kan det antas at ichthyostegi var innbyggere på den nordlige halvkule. Og de bebodde det nåværende vannet i Atlanterhavet og ishavet. Devonperioden er preget av et relativt varmt klima og sannsynligvis fravær av isbreer. Forskjellen i temperatur fra ekvator til polene var ikke så stor som i dag. Været var også veldig tørt, mest langs ekvator der været var tørrest.
Fun Fact: Tropiske havoverflatetemperaturrekonstruksjoner antyder et gjennomsnitt på 25°C i tidlig Devon. Karbondioksidnivået falt kraftig under Devon da begravelsen av nydannede skoger trakk karbon fra atmosfæren inn i sedimentene. Dette gjenspeiles i midten av devonperioden ved å kjøle ned til 5 °C. Det sene devon er preget av en økning i temperaturen til et nivå som tilsvarer det tidlige devon.
På det tidspunktet er det ingen tilsvarende økning i CO²-konsentrasjoner, og kontinental forvitring øker (som vist ved høyere temperaturer). I tillegg peker en rekke bevis, for eksempel utbredelsen av planter, til sen Devon-oppvarming. Det er i denne perioden fossilene som er funnet er datert. Det er mulig at Ichthyostegs overlevde inn i neste karbonperiode. Deres videre forsvinning kan skyldes en nedgang i temperaturen i deres habitater.
I denne perioden påvirket klimaet de dominerende organismene i revene, mikrober var de viktigste revbyggende organismene i varme perioder, og koraller og stromatoporoide svamper spilte en dominerende rolle i kaldere tider. Oppvarmingen på slutten av Devon kan til og med ha bidratt til at stromatoporoider forsvant.
Nå vet du hvor ichthyostega ble funnet. La oss se hva hun spiste.
Hva spiste Ichthyostega?
Foto: Ichthyostega
Fingrene til ichthyostega var dårlig bøyd, og muskelsystemet var svakt, men dyret, i tillegg til vannmiljøet, kunne allerede bevege seg gjennom sumpete landområder. Hvis vi vurderer tidsfordrivet til ichthyostegi i prosentvis, så erobret hun 70-80% av tiden vannelementet, og den gjenværende tiden prøvde hun å mestre landet. Dens viktigste matkilder var innbyggerne i datidens hav, fisk, marint plankton og muligens marine planter. Havnivået var generelt høyt i Devon.
Den marine faunaen fortsatte å være dominert av:
- bryozoer;
- forskjellige og rikelige brachiopoder;
- mystiske hederellider;
- mikrokonkider ;
- crinoid liljelignende dyr, til tross for deres likhet med blomster, var rikelig;
- trilobitter var fortsatt ganske vanlige.
Det er mulig at Ichthyostega livnærte seg på noen av disse artene. Tidligere har forskere assosiert ichthyostega med utseendet til tetrapoder på land. Men mest sannsynlig gikk hun til land for en veldig kort tid, og kom tilbake til vannet. Hvem av de gamle virveldyrene som ble den virkelige oppdageren av land gjenstår å se.
Ved devonperioden var livet i full gang i prosessen med kolonisering av jorden. Moseskogene og bakteriemattene til Silur i begynnelsen av perioden inkluderte primitive rotplanter som skapte den opprinnelige stabile jordsmonnet og leddyr som midd, skorpioner, trigonotharbids og tusenbein. Selv om leddyr dukket opp på jorden tidligere enn det tidlige devon, og eksistensen av fossiler som Climactichnites antyder at terrestriske leddyr kan ha dukket opp så tidlig som i kambrium.
De første mulige fossilene av insekter dukket opp i tidlig Devon. Bevis for de tidligste tetrapodene er presentert som sporfossiler i grunne laguner på en marin karbonatplattform/hylle under Midt-devon, selv om disse sporene har blitt stilt spørsmålstegn ved og forskere har teoretisert spor av fiskefôring. All denne raskt utviklende floraen og faunaen var en potensiell kilde til mat for Ichthyosteg.
Karakter og livsstilstrekk
Foto: Extinct Ichthyostega
Dyrets alder ble satt til 370 millioner år og datert til devonperioden. Ichthyostega — en av de eldste kjente tetrapodene. På grunn av egenskapene, som inkluderer egenskaper til både fisk og amfibier, har Ichthyostega fungert som et viktig springbrett og morfologisk bevis for evolusjonsteorien.
Fun Fact: En av de kuleste fakta om Ichthyosteg er ikke at hun har svømmeføtter, men at hun var i stand til å puste luft — i hvert fall for korte perioder. Men selv med denne fantastiske evnen tilbrakte hun sannsynligvis ikke mye tid på land. Dette var fordi hun var ganske tung og bena hans ikke var sterke nok til å bevege den solide kroppen hans.
I Ichthyostega ser forbenene ut til å ha vært tunge, og underarmen kunne ikke strekkes helt ut. Proporsjonene til elefantselen er den nærmeste anatomiske ekvivalenten blant levende dyr. Det er mulig at Ichthyostega klatret på steinete strender, beveget forbenene parallelt og dro baklemmene etter seg.
Dyret var ikke i stand til typiske firbeinte gangarter fordi forbenene ikke hadde den nødvendige rotasjonsbevegelsen. Den nøyaktige livsstilen til Ichthyostega er imidlertid ikke klar ennå på grunn av dens uvanlige egenskaper.
Sosial struktur og reproduksjon
Foto: Ichthyostegai
Det antas at Ichthyostega og hennes slektninger brukte tiden på å sole seg i solen for å øke kroppstemperaturen. De vendte også tilbake til vannet for å kjøle seg ned, jakte på mat og avle. Levemåten deres krevde sterke forlemmer for å trekke i det minste den fremre delen av vannet, og et sterkere bryst og ryggrad for å støtte dem, solende på magen som moderne krokodiller.
Interessant faktum: Ichthyostegs ble stamfarene til to hovedgrener av amfibier, som var forskjellige i strukturen til hodeskallen og lemmer. Labyrintodonter oppsto i sen devon. Utad så de ut som krokodiller eller salamandere. I dag er hundrevis av arter av labyrintodonter blitt kjent som levde i sumpete skoger og elver.
Vann var et krav for Ichthyostega, siden eggene til de tidligste landfetrapodene ikke kunne overleve utenfor vann, så reproduksjon kunne ikke skje uten et vannmiljø. Vann var også avgjørende for larvene deres og ytre befruktning. Siden den gang har de fleste terrestriske virveldyr utviklet to metoder for intern befruktning. Enten direkte, som sett i alle fostervann og noen få amfibier, eller indirekte for mange salamandere, ved å plassere en spermatofor på bakken, som deretter løftes opp av hunnen.
Ichthyostega naturlige fiender
Foto: Hvordan ichthyostega ser ut
Selv om forbenene ikke er rekonstruert fordi de ikke finnes blant de kjente fossilene til dyret, antas det at disse vedhengene var større enn bakbenene til dyret. Forskere mener at på denne måten flyttet ichthyostega kroppen sin fra vann til land.
Det ser ut til at bevegelse, som er en funksjon av de instinktive bevegelsene til kroppens muskel- og skjelettsystem, kun representerte en minimal variasjon av bevegelser under vann ved hjelp av en kombinasjon av halebevegelser og ben. I dette tilfellet ble bena spesielt brukt til å føre musklene gjennom den oversvømmede underskogen av vannplanter.
Interessant faktum: Selv om landbevegelser var mulig, var Ichthyostega mer utviklet for livet i vannet, spesielt i det voksne stadiet av livet. Den beveget seg sjelden på land, og kanskje den mindre størrelsen på ungfisk, som gjorde at de kunne bevege seg lettere på land, tjente til ikke å søke etter mat utenfor vannelementet, men som en måte å unngå andre store rovdyr til de ble store nok til å unngå bli deres bytte.
Forskerne hevder at flytting til land ga dyr større sikkerhet mot rovdyr, mindre konkurranse om byttedyr og visse miljøfordeler som ikke finnes i vann, som oksygenkonsentrasjon og temperaturkontroll — innebærer at utviklende lemmer også tilpasser seg til å tilbringe noe av tiden ute av vannet.
Studier har imidlertid vist at sarkopterygiere har utviklet firbentlignende lemmer som er egnet til å gå i god tid før de går til land. Dette tyder på at de tilpasset seg til å gå på land under vann før de flyttet til land.
Populasjons- og artsstatus
Foto: Ichthyostega
Ichthyostega er en art som har vært utryddet i svært lang tid. Derfor er det i dag vanskelig å bedømme hvor utbredt Ichthyostega-populasjoner var på jorden. Men siden fossiler bare ble funnet innenfor Grønland, var antallet individer trolig ubetydelig. Disse dyrene levde i en svært vanskelig periode. En stor utryddelse skjedde i begynnelsen av siste fase av Devon, faunaen til Famenzian-avsetningene viser at for rundt 372,2 millioner år siden, da alle de fossile agnatanfiskene, med unntak av heterostracan psammosteiids, plutselig forsvant.
Sen-devon-utryddelseshendelsen var en av de fem store utryddelseshendelsene i historien om jordens liv, og var mer radikal enn den lignende utryddelseshendelsen som lukket kritttiden. Den Devonske utryddelseskrisen påvirket først og fremst det marine samfunnet og påvirket selektivt gruntvannsorganismer i varmt vann. Den viktigste gruppen som led av denne utryddelseshendelsen var utbyggerne av de store revsystemene.
Blant de marine gruppene som ble sterkt berørt var:
- brachiopoder;
- ammonitter;
- trilobitter;
- akritarker;
- kjeveløse fisker;
- konodonter;
- alle placoderms.
Landplanter, så vel som ferskvannsarter som våre tetrapod-forfedre, var relativt upåvirket av utryddelseshendelsen sent i Devon. Årsakene til utryddelsen av arter i sen-devon er fortsatt ukjente, og alle forklaringer er fortsatt spekulative. Under disse forholdene overlevde og formerte Ichthyostega seg. Asteroidekollisjoner endret jordens overflate og påvirket dens innbyggere.
