สัตว์น้ำทั่วไปที่เลี้ยงบนบกแสดงให้เห็นว่าปลาโบราณอาจแปรสภาพเป็นสัตว์บกได้อย่างไร
การดิ้นไปมาอย่างคล่องแคล่วของปลาที่ถูกบังคับให้เติบโต เว็บตรงฝากถอนไม่มีขั้นต่ำ บนบกสามารถแสดงให้เห็นได้ว่าสัตว์มีกระดูกสันหลังโบราณเริ่มเคลื่อนตัวออกจากทะเลครั้งใหญ่ได้อย่างไร
ปลาสมัยใหม่ที่เรียกว่า Senegal bichir ( Polypterus senegalus ) ปกติจะว่ายในแม่น้ำแอฟริกา แต่ปลาตัวยาวนั้นมีทั้งเหงือกและปอดและสามารถเดินบนบกได้หากต้องการ และนั่นคือสิ่งที่เอมิลี่ สแตนเดนบังคับให้นักบวชทำในช่วงวัยเยาว์
ขณะทำงานที่มหาวิทยาลัย McGill ในเมืองมอนทรีออล เธอได้สร้างตู้ปลาที่มีก้นพิเศษที่ปล่อยให้น้ำไหลผ่านพื้นผิวที่ปลาจะเคลื่อนที่ได้เพียงไม่กี่มิลลิเมตร ร้านขายของชำ-ผลิตทางเดินให้แรงบันดาลใจเพิ่มเติมสำหรับการออกแบบรถถัง (“เราต้องการคุณนาย คุณนายผักกาด!” เธอนึกขึ้นได้) เป็นเวลาแปดเดือนในตู้ปลาที่มีฝูงปลาอายุน้อยยาวประมาณ 7-8 เซนติเมตร ซึ่งใช้ครีบและหางเพื่อโผไปที่ก้นเพื่อหาอาหารเมื่อปลาโตเต็มที่ กระดูกบางส่วนในบริเวณหัวและไหล่ของพวกมันก็เริ่มพัฒนาแตกต่างจากในนกที่โตขึ้นมาจากการว่ายน้ำ การเปลี่ยนแปลงของโครงกระดูกตรงกับสิ่งที่นักวิทยาศาสตร์คาดการณ์ไว้สำหรับการเริ่มต้นเปลี่ยนไปสู่ชีวิตบนบก สแตนเดนซึ่งปัจจุบันอยู่ที่มหาวิทยาลัยออตตาวากล่าว ปลาที่เลี้ยงบนบกยังเคลื่อนไหวในลักษณะที่น่าจะมีประสิทธิภาพมากกว่าปลาที่เลี้ยงในน้ำที่โตเต็มวัยให้เดิน Standen และเพื่อนร่วมงานของเธอกล่าวในNature เมื่อวันที่ 27 สิงหาคม
ปลาตัวเล็กถูกบังคับให้เดิน ไม่ว่ายน้ำ พัฒนากระดูกไหปลาร้าที่แข็งแรงและยึดติดแน่นกว่าในอก การเปลี่ยนแปลงนี้เป็นการก้าวไปสู่โครงกระดูกที่สามารถรับน้ำหนักได้ แทนที่จะอาศัยการสนับสนุนจากน้ำ นอกจากนี้ บริเวณเหงือกขยายออกเล็กน้อยและข้อต่อของกระดูกคลายเล็กน้อยที่ด้านหลังศีรษะ ทั้งสองก้าวเล็กๆ ไปที่คอที่ยืดหยุ่นได้ (ปลาในน้ำสามารถโผคอแข็งที่อาหารจากด้านบน ด้านล่าง หรือที่อื่น ๆ ได้ แต่คอที่โก่งจะช่วยให้อาหารบนบกได้)
bichirs ที่เลี้ยงบนบกยังดีกว่าลูกน้ำที่ลดการลากในการเดิน
ผู้ลงจอดเก็บครีบหน้าไว้ใกล้กับร่างกาย เพิ่มความสูงเล็กน้อยเมื่อ “ไหล่” ยกขึ้นและไปข้างหน้าราวกับว่าครีบเป็นไม้ค้ำ ครีบที่อยู่ชิดกันยกตัว bichir ขึ้นไปในอากาศชั่วคราว ปล่อยให้ถูพื้นน้อยลง
Bichirs ไม่ได้อยู่ในกลุ่มปลาครีบครีบที่ก่อให้เกิดสัตว์มีกระดูกสันหลังที่อาศัยอยู่ในบก แต่ bichirs เป็นญาติสนิท การเปลี่ยนแปลงที่สังเกตได้จาก bichirs ที่เลี้ยงบนบกชี้ให้เห็นว่าปลายุคแรกหรือปลาที่ไม่ได้ค่อนข้างจะเคลื่อนไหวอย่างไร Standen กล่าว
ความเร็วที่ปลาในการทดลองเปลี่ยนไป – เมื่อคนรุ่นหนึ่งเติบโตขึ้นมาในสถานการณ์ที่แปลกประหลาด ทำให้เกิดความเป็นไปได้ที่การพัฒนาที่แปลกประหลาดอาจทำให้ปลาโบราณเริ่มปรับตัวกับสิ่งมีชีวิตนอกน้ำได้เล็กน้อย
Armin Moczek จากมหาวิทยาลัยอินเดียน่าในบลูมิงตันกล่าวว่า การพัฒนาที่ยืดหยุ่นนี้เรียกความสนใจจากนักชีววิทยาด้านวิวัฒนาการในช่วงไม่กี่ปีที่ผ่านมา สภาพแวดล้อมที่เปลี่ยนแปลงไปสามารถปรับเปลี่ยนยีนที่สิ่งมีชีวิตมีอยู่แล้วและเผยให้เห็นรูปแบบใหม่โดยไม่มีการกลายพันธุ์ บทบาทของความเป็นพลาสติกในเหตุการณ์วิวัฒนาการที่สำคัญเช่นการตั้งรกรากของสัตว์มีกระดูกสันหลังในทะเลจะเป็นเรื่องใหญ่
ถึงกระนั้น การแสดงให้เห็นว่าปลาสมัยใหม่มีความยืดหยุ่นในการรับมือกับแผ่นดินไม่ได้พิสูจน์ว่าปลาบรรพบุรุษมี แต่เขาเสริมว่าการทดลองนี้ “เพิ่มความเป็นไปได้ที่พัฒนาการที่ปั้นได้ก่อนหน้านี้จะเป็นขั้นตอนแรกสำหรับทารก”
คงจะสมเหตุสมผลสำหรับนกน้ำที่จะใช้ทางน้ำเป็นตัวช่วยในการเดินเรือในขณะที่พวกมันอพยพลงใต้ในฤดูหนาว และนักชีววิทยาคิดว่าเป็ดในอเมริกาเหนือใช้แม่น้ำเป็นแนวทางในการอพยพ นักวิทยาศาสตร์ในช่วงกลางศตวรรษที่ 20 ถึงกับรายงานว่าเห็นเป็ดทำเช่นนั้น
แต่อย่างที่มักเป็นในวิทยาศาสตร์ สิ่งที่เราคิดว่าควรจะเป็นความจริงไม่ได้เป็นเช่นนั้นเสมอไป: นักวิจัยที่ติดตามเป็ดในรัฐอิลลินอยส์พบว่านกละเลยแม่น้ำโดยสมบูรณ์ซึ่งน่าจะเป็นประโยชน์ต่อการนำทางของพวกมัน Benjamin J. O’Neal จาก University of Illinois ใน Champaign และเพื่อนร่วมงานรายงานการค้นพบของพวกเขาในวันที่ 20 สิงหาคมที่Ibis
ปัญหาของการพึ่งพาการค้นพบของนักวิทยาศาสตร์ก่อนหน้านี้คือเป็ดออกหากินเวลากลางคืน นั่นทำให้การติดตามการอพยพของพวกเขายากกว่าการมองขึ้นไปบนท้องฟ้าเล็กน้อย ดังนั้น O’Neal และเพื่อนร่วมงานจึงใช้เรดาร์ตรวจการณ์สภาพอากาศตั้งแต่ปี 2538 ถึง 2552 เพื่อตรวจจับทิศทางการออกเดินทางของเป็ดออกจากจุดแวะพักหลักตามแม่น้ำอิลลินอยส์ในช่วงฤดูใบไม้ร่วง
นกน้ำส่วนใหญ่ที่ใช้จุดนั้นเป็นเป็ดเล่นน้ำ — เป็ด มัลลาร์ดเป็ดดำอเมริกันนกเป็ดน้ำปีกเขียวนกหวีดอเมริกัน แกด วอ ลล์และ พลั่ว ทางเหนือ โดยทั่วไปแล้วพวกเขาจะมุ่งหน้าไปทางตะวันออกเฉียงใต้ ถึงฤดูหนาวในรัฐเคนตักกี้ เทนเนสซี หุบเขามิสซิสซิปปี้ตอนล่าง และพื้นที่ชุ่มน้ำทางตะวันออกเฉียงใต้ของสหรัฐอเมริกา เว็บตรงฝากถอนไม่มีขั้นต่ำ
