300-letnia historia ewolucji płazów

Oto dziwna rzecz związana z ewolucją płazów: nie poznałbyś tego od małego i szybko malejąca populacja żab, ropuch i salamandrów żyje dzisiaj, ale przez dziesiątki milionów lat późno Karboński i wcześnie permski okresy, płazy były dominującymi zwierzętami lądowymi na Ziemi. Niektóre z tych starożytnych stworzeń osiągnęły rozmiary przypominające krokodyle, do 15 stóp długości (które dziś nie wydają się tak duże, ale był pozytywnie ogromny 300 milionów lat temu) i terroryzował mniejsze zwierzęta jako szczytowe drapieżniki ich bagien ekosystemy.

Przed pójściem dalej pomocne jest zdefiniowanie, co oznacza słowo „płazy”. Płazy różnią się od innych kręgowców trzema głównymi sposobami: Po pierwsze, nowonarodzone pisklęta żyją pod wodą i oddychać przez skrzela, które następnie znikają, gdy nieletni przechodzi metamorfozę u dorosłego, oddychającego powietrzem Formularz. Młode i dorosłe mogą wyglądać zupełnie inaczej, jak w przypadku kijanek i dorosłych żab. Druga, dorosłe płazy składają jaja w wodzie, co znacznie ogranicza ich ruchliwość podczas kolonizacji ziemi. Po trzecie, skóra współczesnych płazów jest raczej śluzowata niż złuszczająca się w gadzie, co pozwala na dodatkowy transport tlenu w celu oddychania.

Jak to często bywa w historii ewolucji, niemożliwe jest wskazanie dokładnego momentu, w którym pierwszy czworonogi, czworonożna ryba, która wyczołgała się z płytkich mórz 400 milionów lat temu i połknęła łyki powietrza prymitywnymi płucami, zamieniła się w pierwsze prawdziwe płazy. W rzeczywistości do niedawna modne było opisywanie tych czworonogów jako płazów, dopóki nie przyszło do głowy ekspertom, że większość czworonogów nie ma pełnego spektrum cech płazów. Na przykład trzy ważne rodzaje wczesnego okresu karbońskiego -Eucritta, Krassigyrinus, i Greererpeton—Mogą być różnie opisywane jako czworonogi lub płazy, w zależności od rozważanych cech.

Dopiero w późnym okresie karbońskim, od około 310 do 300 milionów lat temu, możemy z łatwością nawiązać do pierwszych prawdziwych płazów. Do tego czasu niektóre rodzaje osiągnęły względnie potworne rozmiary - dobry przykład Eogyrinus („kijanka świtu”), smukłe, podobne do krokodyla stworzenie mierzące 15 stóp od głowy do ogona. Co ciekawe, skóra Eogyrinus był raczej łuszczący się niż wilgotny, co dowodzi, że najwcześniejsze płazy musiały się chronić przed odwodnieniem. Kolejny późny rodzaj karboński / wczesny perm, Eryops, był znacznie krótszy niż Eogyrinus ale mocniej zbudowane, z masywnymi zębami i mocnymi nogami.

W tym miejscu warto zauważyć dość frustrujący fakt dotyczący ewolucji płazów: Współczesne płazy, które są technicznie znane jako „Lissamphibians”, są tylko zdalnie powiązane z tymi wczesnymi potworami. Uważa się, że Lissamphibians, które obejmują żaby, ropuchy, salamandry, traszki i rzadkie płazy podobne do dżdżownic zwane „caecilians” wspólny przodek, który żył w środkowych okresach permu lub we wczesnym triasie, i nie jest jasne, jaki związek mógł mieć ten wspólny przodek do późna Karboński płazy jak Eryops i Eogyrinus. Możliwe, że współczesne lampiryny odgałęziły się od późnego karbońskiego Płazy, ale nie wszyscy popierają tę teorię.

Zasadniczo płazy z okresu karbonu i permu można podzielić na dwa obozy: mały i dziwnie wyglądający (lepospondyle) oraz duży i gadzi (temnospondyle). Lepospondyle były przeważnie wodne lub półwodne, a bardziej prawdopodobne jest, że mają śluzowatą skórę charakterystyczną dla współczesnych płazów. Niektóre z tych stworzeń (np Ophiderpeton i Flegetontia) przypominały małe węże; inni, jak Microbrachis, przypominały salamandry, a niektóre były po prostu niemożliwe do sklasyfikowania. Dobrym przykładem tego ostatniego jest Diplocaulus: Ten trzy metrowy lepospondyl miał ogromną czaszkę w kształcie bumerangu, która mogła pełnić funkcję podwodnego steru.

Miłośnicy dinozaurów powinni łatwiej przełykać temnospondyle. Te płazy przewidywały klasyczny gadzi plan ciała Era mezozoiczna: długie pnie, krótkie nogi, duże głowy, a w niektórych przypadkach łuszcząca się skóra i wiele z nich (jak Metopozaur i Prionosuchus) przypominały duże krokodyle. Prawdopodobnie najbardziej niesławny płaz temnospondylowy miał imponującą nazwę Mastodonsaurus; nazwa oznacza „jaszczurka o zębach sutkowych” i nie ma nic wspólnego z przodkiem słonia. Mastodonsaurus miał niemal komicznie powiększoną głowę, która stanowiła prawie jedną trzecią jego długości 20 stóp.

Przez większą część okresu permu płazy temnospondylowe były głównymi drapieżnikami ziemskich mas. Wszystko zmieniło się wraz z ewolucją terapsydy (gady podobne do ssaków) pod koniec okresu permu. Te duże, zwinne mięsożerne goniły temnospondyle z powrotem w bagna, gdzie większość z nich powoli wymarła na początku Triasowy Kropka. Było jednak kilku rozbitków, którzy przeżyli: na przykład 15 stóp długości Koolasuchus kwitła w Australii w środkowej epoce kredy, około sto milionów lat po tym, jak wymarli jej temnospondylowi kuzyni z półkuli północnej.

Jak wspomniano powyżej, współczesne płazy (lissamphibians) wywodziły się od wspólnego przodka, który żył gdziekolwiek od środkowego permu do wczesnych okresów triasu. Ponieważ ewolucja tej grupy jest kwestią ciągłych studiów i debat, najlepszym, co możemy zrobić, to zidentyfikować „najwcześniejsze” prawdziwe żaby i salamandry, z zastrzeżeniem, że przyszłe odkrycia kopalne mogą odepchnąć nawet zegar dalej. Niektórzy eksperci twierdzą, że późny perm Gerobatrachus, znany również jako frogamander, był przodkiem tych dwóch grup, ale werdykt jest mieszany.

Jeśli chodzi o prehistoryczne żaby, najlepszym obecnie kandydatem jest Triadobatrachuslub „potrójna żaba”, która żyła około 250 milionów lat temu we wczesnym okresie triasu. Triadobatrachus różnił się od współczesnych żab pod kilkoma ważnymi względami: na przykład miał ogon, tym lepiej go pomieścić niezwykle duża liczba kręgów i mogła jedynie wymachiwać tylnymi nogami zamiast wykorzystywać je do wykonywania długodystansowych skacze Ale jego podobieństwo do współczesnych żab jest jednoznaczne. Najwcześniejszą znaną prawdziwą żabą była maleńka Vieraella wczesnej jurajskiej Ameryki Południowej, podczas gdy uważa się, że była to pierwsza prawdziwa salamandra Karaurus, malutki, oślizgły, wielkogłowy płaz, który żył w późnej jury środkowej Azji.

Jak na ironię - biorąc pod uwagę, że ewoluowały ponad 300 milionów lat temu i przetrwały, z różnymi woskowanie i zanikanie, do czasów współczesnych - płazy należą do najbardziej zagrożonych stworzeń na Ziemi dzisiaj. W ciągu ostatnich kilku dziesięcioleci zaskakująca liczba gatunków żab, ropuch i salamandrów pędziła w kierunku wyginięcia, choć nikt nie wie dokładnie, dlaczego. Sprawcy mogą obejmować zanieczyszczenie, globalne ocieplenie, wylesianie, choroby lub kombinację tych i innych czynników. Jeśli obecne trendy utrzymają się, płazy mogą być pierwszą poważną klasyfikacją kręgowców, które znikają z powierzchni Ziemi.