Thuis
Contacten

    Hoofdpagina


Kernwoorden aanpassing amfibie

Dovnload 3 Mb.

Kernwoorden aanpassing amfibie



Pagina4/11
Datum10.05.2018
Grootte3 Mb.

Dovnload 3 Mb.
1   2   3   4   5   6   7   8   9   10   11

Vis met vingers verheldert evolutie


24 mei. Amerikaanse paleontologen hebben een ‘missing link’ ontdekt tussen vissen en viervoetige landdieren.

Opname van een embryo van de lepelsteur. (Foto Marcus Davis, University of Chicago)













De larve van de Lepelsteur, Polyodon spathula, blijkt vinger- en handachtige botstructuren op dezelfde wijze te ontwikkelen als het fossiel Tiktaalik roseae, een dier dat 383 miljoen jaar geleden leefde.

De onderzoekers publiceren hun resultaten vandaag in het Britse wetenschappelijke tijdschrift Nature.

Dit nieuwe inzicht maakt het beter voorstelbaar dat oervissen in staat waren om uit hun vinnen langzaam looppoten te ontwikkelen.

Lang is gedacht dat de ontwikkeling van poten een echte evolutionaire innovatie is geweest, waarbij nieuwe genen ontstonden die de ontwikkeling een ander kant op stuurden.

Maar uit het nieuwe onderzoek blijkt dat de genetische machinerie voor de aanleg van vingers en tenen waarschijnlijk al in volle glorie aanwezig was in oervissen. Een iets andere regulatie van die genen was voldoende om uit de vinnen poten te ontwikkelen, zodat de weg naar het land openlag.

Dat alle moderne beenvissen het vermogen tot pootvorming missen, komt doordat deze eigenschap in de loop van de evolutie verloren is gegaan. Eén uitzondering heeft het overleefd: de antieke lepelsteur.

De overgang van vis naar viervoeter kon tot nu toe alleen aan de hand van fossielen worden bestudeerd. In de jaren vijftig vonden onderzoekers op Groenland het fossiel van Acanthostega van 365 miljoen jaar oud, het oudst bekende eerste landdier.

En er was het fossiel van Panderichthys, een vis met de eerste landdierkenmerken van 380 miljoen jaar oud.

In 2004 ontdekten onderzoekers op het Ellesmere Island Noord-Canada de missende en veelgezochte tussenvorm. Ze groeven drie vrijwel complete fossielen op van Tiktaalikroseae.

Dit wordt gezien als een van de eerste gewervelde dieren die zich op het land begaf. Tiktaalik was nog voornamelijk een zeedier, maar de bouw van zijn primitieve poten, zijn hals en zijn schouders laat zien dat de overgang van vinnen naar poten in volle gang was.

Maar nu blijkt er nog een moderne equivalent te zijn, de lepelsteur. Vanwege de vele primitieve kenmerken staat de vis bekend als een ‘levend fossiel’. Hij zwemt nog altijd rond in de Amerikaanse rivier de Mississippi.

Onderzoekers onder leiding van paleontoloog Neil Shubin van de universiteit van Chicago besloten om eens in detail te bekijken hoe primitief deze vis eigenlijk was. Ze bestudeerden de embryonale aanleg van de vinnen van de steur en stuitten daarbij op een belangrijke ‘missing link’.

Ze ontdekten dat in de lepelsteur zogeheten bouw-plangenen actief zijn, die ook actief zijn in viervoeters maar niet in vissen.

De ontwikkeling van de borstvinnen van de lepelsteur laat een wisselend patroon zien van verbening en kraakbeenvorming. Het heeft kenmerken van de ontwikkeling van vinnen bij beenvissen, maar ook van de ontwikkeling van ledematen bij viervoeters.

In de vinnen van de lepelsteur komen langgerekte botjes tot ontwikkeling, die zich vertakken rondom het polsgewricht, een typisch kenmerk van de ledenmaatontwikkeling bij viervoeters.

Tegelijkertijd heeft de vin nog wel zogeheten vinstralen die weer typisch zijn voor beenvissen.

Op moleculair niveau blijkt dat bepaalde bouwplan-genen hiervoor verantwoordelijk zijn. Het patroon daarvan tijdens de ontwikkeling heeft elementen van beenvissen, maar ook van viervoeters.

Carl Zimmer over de lepelsteur en evolutie vissen



.

http://scienceblogs.com/loom/2007/05/23/old_hands_and_new_fins_1.php



Acipenseriformes

http://en.wikipedia.org/wiki/Acipenseriformes

Family Polyodontidae (Paddlefish)

Professioneel KOMMENTAAR op het NRC artikel

"dat alle moderne beenvissen het vermogen tot pootvorming missen, komt doordat deze eigenschap in de loop van de evolutie verloren is gegaan".
Dat geeft mij de indruk dat er in het verre verleden oersoorten bestonden die een genoom hadden die zich verder kon specialiseren in allerlei richtingen
en dat bij toenemende specialiteit per soort er bepaalde overbodige eigenschappen verloren gaan of rudimentair worden.
De grote vraag is dan:
hoe kwamen die oersoorten aan zo'n multifunctioneel genoom, terwijl dat niet noodzakelijk voor overleven was.
Waarom die rijkdom aan mogelijke eigenschappen?
Dankzij toevallige (ongerichte) mutaties? Dat gaat er zo moeilijk in!

(Gerdien de Jong )


http://evolutie.blog.com/1804023/?page=2#14

Er is in dit geval geen sprake van degeneratie van genen of verlies van genetische infomatie: het zijn dezelfde genen die vinnen maken en die poten maken.


(In feite gaat het artikel in Bericht 27 over hoe dezelfde genen verschillende poten maken: ).

Het regelsysteem is alleen wat anders.
Sommige genen staan op een iets andere plaats aan, of een gen gaat iets eerder uit.
Het 'verlies van' slaat op fenotypische veranderingen.
Het is duidelijker in het oorspronkelijke plaatje dan in de NRC versie.

Het interessante aan de vin van deze steur is dat uit een vrij complexe vin met allerlei onderdelen in twee groepen (bot en vinstralen) aan de ene kant


een heel gestroomlijnde fijnschalige vin ontstaat die de vinstralen benadrukt, en aan de andere kant een poot die de botstructuur benadrukt.
Het begin is een vin met veel onderdelen: in beide gevallen vereenvoudigt het fenotype naar een vin of poot met vrij weinig onderdelen.
Desondanks, we hebben twee botten in onze onderarm als gevolg van de beginopbouw van de vin.

In januari was er ook een verhaal in Nature van de groep van Shubin over genen en vinnen, nu bij de haai.

Hetzelfde gen geeft de aanzet tot het maken van vinnen bij elke groep.
In dat verhaal staat ook het skelet van de rugvin afgebeeld: het volgt hetzelfde schema als het skelet van de borstvin.

De NRC journalisten zijn kort door de bocht bezig als ze zeggen: Dat alle moderne beenvissen het vermogen tot pootvorming missen, komt doordat


deze eigenschap in de loop van de evolutie verloren is gegaan.

Vinnen hebben nog steeds een aantal van de oorspronkelijke botten.


In vinnen worden nog steeds dezelfde genen gebruikt.
Merk trouwens op dat de zin in de NRC niets verklaart: er staat twee keer hetzelfde. Soms heb je meer last dan gemak van journalisten.
Zo te zien (zonder het na te gaan) spelen er twee processen bij de vermindering van het aantal botten in de vin:
de verkleining van de vin bij verkleining van de vis (vergelijk de maat van de steur met maat van de zebravis)
en een selectie voor efficient en snel zwemmen.
Al die fossielen in de overgang naar de tetrapoden zijn vrij grote vissen.
Dus, het genoom specialiseert zich wel, maar niet door verlies van genen maar door verandering in regulatie van genen, zodat een ander fenotype
ontstaat.
Het genoom was niet mulitfunctioneel in vooruitzicht!
Als we de vinvorm van de lepelsteur als de oorspronkelijke nemen, dan is die niet ontstaan omdat daar later poten en vinnen uit gemaakt konden!
De vin heeft een zeker bouw, functioneert, en later blijkt dat twee kanten uit te kunnen.
Maar je hebt gelijk dat het probleem op dit moment niet is: hoe krijg ik een poot uit een vin.
Dat probleem is wel opgelost.
Het probleem is nu: hoe krijg ik een vin: uit een laterale lijn? hoe dan? Dat is een veel groter probleem, omdat het een van de weinige
werkelijke nieuwe vormingen is: een vin bij een beest zonder vin, zoals de lamprei.

Het gen geheten Sonic Hedgehog geeft aan waar vinnen (poten) komen, maar hoe komt het dat Shh dat doet?


Ja, ongericht mutaties gaan er moeilijk in.
Maar het is heel duidelijk: doe een proef die kan aantonen dat er gerichte mutaties voorkomen.
Zolang zo'n proef geen enkele aanwijzing geeft voor gerichte mutatie, blijven mutaties ongericht.
Wat we weten van mutatie frequentie en mutatietypen doet denken dat ongerichte mutaties voldoen.

Neil Shubin en collega's van de Universiteit van Chicago baseren zich op een uniek, fossiel stukje bot, dat ze losbikten uit een prehistorische bergwand in de staat Pennsylvania.

Van welk dier het bot is, is lastig te zeggen, omdat er verder geen skelet meer vastzit. Wel is zeker dat het bot stamt uit het tijdperk van de allereerste landdieren, het late Devoon. Ook staat vast dat het gaat om een oeroud bovenarmbot, een zogeheten 'humerus'. De paleontologen maken dat op uit de vorm van het fossiel, die sterk lijkt op andere pootbotten. En 'poot' is niet helemaal het juiste woord. De onderzoekers zien eerder een soort oerledemaat voor zich, half vin, en half poot.

Uit de spieraanhechtingen in het bot begrijpen de onderzoekers dat het ledemaat zeer stijf en onflexibel aan de schouder moet hebben gezeten. De eerste poot was meer een soort krik waarmee het beest in kwestie zichzelf ondersteunde, dan een enthousiast heen en weer zwiepend been waarmee je kon wandelen, concluderen ze.

Eigenlijk is dat een bevestiging van wat Shubin al langer dacht: dat de eerste gewervelde dieren die aan land kwamen al rudimentaire poten hadden met botten erin. Tot voor kort nam iedereen aan dat de poten pas later kwamen, als hulpmiddel om het land te koloniseren. Dat leek wel zo logisch: waarom anders dan om je voort te bewegen heb je poten nodig?

Maar een reeks nieuw ontdekte oerdieren bracht velen de afgelopen jaren aan het twijfelen. Vooral de ontdekking van een oeramfibie genaamd Acanthostega gooide roet in het eten. Dat lompe beest was overduidelijk viervoeter, maar had ook allerlei vissige lichaamsdelen zoals kieuwen, vinachtige uitsteeksels en een platte zwemstaart.

Het nieuw gevonden fossiel is waarschijnlijk van een voorloper van Acanthostega, denkt Shubin. Het is dan ook echt weer eens een 'missing link' - een missing bovenarm, in dit geval. Het fossiel werpt bovendien nieuw licht op allerlei tot dusver onverklaarde lichamelijke eigenaardigheden van de vroegste landdieren, zoals hun brede schouders en de platte vorm van hun poten. Geen wonder: toen ze aan land krabbelden, waren hun lijven nog helemaal gericht op het doen van push-ups, en niet op het lopen.



Neil Shubin, Edward Daeschler en Michael Coates: The early evolution of the tetrapod humerus. In: Science, Vol. 304, 90-93 (2004)

: Ruwe tijdlijn van de ontwikkeling van de voorpoot.



Tiktaalik, de visvoeter

Het is misschien wel een van de belangrijkste fossielen ooit gevonden: de 375 miljoen oude resten van een tiktaalik roseae, een van de eerste vissen die zich op het land waagde



Nu een barre poolwoestenij, in het Devoon lekker warm. Ellesmere eiland ligt in Nunavut Territory in Canada. Klik op het plaatje voor een vergroting. [Afb.: Kalliopi Monoyios]

In het noordpoolgebied is een nieuw evolutionair icoon opgedoken. Tiktaalik roseae, zoals het is genoemd, is een overgangsfossiel, dat duidelijk laat zien hoe vissen zijn geëvolueerd tot landdieren.

IJzige temperaturen, een snijdende wind, bevroren rotsen en de voortdurende dreiging van ijsberen kenmerkten de barre zoektocht van drie wetenschappers naar de vondst van hun leven. En dan te bedenken dat het gebied waar ze zich ophielden - Ellesmere eiland in het Canadese noordpoolgebied - 383 miljoen jaar geleden een aangenaam subtropisch klimaat kende. Het maakte indertijd, in het Devoon, deel uit van de Euramerikaanse landmassa, die zich rond de evenaar uitstrekte.

Het gebied werd toen doorsneden door meanderende riviertjes en ondiepe stroompjes. De perfecte leefomgeving voor een vis die aarzelende pogingen doet het land op te kruipen, meenden Ted Daeschler, Neil Shubin en Farish Jenkins.

In 1999 ging hun expeditie van start.

Honderden vissenbotjes bikten ze de afgelopen jaren omzichting uit de bevroren rotsen, maar pas echt spectaculair werd het in 2004.

In dat jaar vonden ze eindelijk waar ze naar zochten: de fossiele resten van drie exemplaren van een overgangsvorm tussen vissen en landdieren. De naam van het dier, Tiktaalik roseae, is ontleend aan de plaatselijke taal. In het Inuktikuk betekent Tiktaalik zoveel als 'grote vis in ondiep water'.



Neil Shubin (Universiteit Chicago) met een stukje van Tiktaalik.

Waarschijnlijk was het dier niet zo'n geweldige zwemmer, maar was hij mogelijk wel in staat korte tijd het land op te kruipen vanuit de ondiepe rivierdelta.

Kruipende vissen
De vis was daarmee overigens niet de eerste, al zeker 10 miljoen jaar eerder begonnen de eerste vissen te kruipen in ondiep water. Daar is al veel eerder fossiel bewijs voor gevonden.

Ook zijn er resten gevonden van vissen die tien miljoen jaar na de tiktaalik leefden en al daadwerkelijk iets van tenen aan hun pootachtige vinnen hadden ontwikkeld. Daarom, betogen de vinders, is de tiktaalik zo belangrijk: het is de 'missing link' die laat zien hoe de transformatie van kruipende vissen tot lopende vissen verliep.



Tanden
De pootjes van de nieuwgevonden fossiele vis zijn al behoorlijk ontwikkeld. Ze hebben de interne sructuur van een arm, inclusief elleboog en pols - maar nog geen tenen.


Vooraanzicht van de rechter borstvin van Tiktaalik.

Rest de vraag waarom de tiktaalik zonodig het land op moest. De indrukwekkende rij tanden waarover het prehistorische dier beschikte, suggereren dat hij uit het water kon opduiken om prooien op het land te grijpen.


Maar de werkelijke reden voor zijn avontuur op het land kan best eenvoudiger zijn. Er is immers altijd een grotere vis.

"De eerste vierpotigen waren niet bezig het land te veroveren", denkt de Amerikaanse paleontoloog John Maisey. "Ze vluchtten uit het water."

Wat is gevonden .?

De gevonden exemplaren van het dier variëren in lengte van anderhalf tot drie meter. Het dier heeft een driehoekige, afgeplatte kop, zoals een krokodil. Het platte, brede lichaam doet denken aan dat van viervoeters, maar is bedekt met schubben. Echt vissig aan de nieuwe soort zijn verder de primitieve onderkaak en de vinnen. Maar de rest van zijn anatomie wijst erop dat Tiktaalik hard op weg was om het water uit te kruipen.

Zo konden hoofd en schouderpartij onafhankelijk van elkaar bewegen, wat het dier extra bewegingsvrijheid gaf. Bij vissen zijn hoofd en schouder met elkaar verbonden - ze hebben geen nek - en bewegen als een geheel. De ribben van Tiktaalik zijn verder breder dan die van een gemiddelde vis, en liggen dakpansgewijs over elkaar. Daardoor krijgt het lichaam meer stevigheid - handig, als je zonder hulp van de opwaartse kracht van het water wilt kunnen bewegen. Ook de vorm van het middenoor lijkt op die van viervoetige landbewoners.

Maar de allerbelangrijkste aanwijzing dat Tiktaalik voorzichtig aan land moet zijn gegaan, zijn de borstvinnen. Die bestaan uit een serie botjes die ten opzichte van elkaar kunnen bewegen, precies zoals de ledematen van een viervoeter. De onderzoekers onderscheiden primitieve schouder-, elleboog- en polsgewrichten. Het dier kon daardoor waarschijnlijk op zijn borstvinnen steunen. Met licht gebogen schouder en elleboog, en de uiteinden - wat bij ons de vingers zijn - plat op de grond. Zeker kon het op die manier door het ondiepe water scharrelen, maar vermoedelijk ook op het land. Daar wijzen de stevige borstkas en het beweeglijke hoofd op.

Tiktaalik heeft dus zowel trekken van een vis als van een viervoeter. "We noemen het gekscherend een 'visvoeter'", aldus Neil Shubin van de Universiteit van Chicago in een begeleidend persbericht.

Tiklaatik is overigens niet de eerste visvoeter. Zijn evolutionaire voorganger, de 385 miljoen jaar oude Panderichthys, kon met zijn borstvinnen waarschijnlijk al redelijk uit de voeten op de modderige bodem van een ondiep watertje, maar verder was het nog echt een waterdier.

Tiktaalik is dan ook geen spreekwoordelijke 'missing link' - het woord suggereert dat er zoiets als één enkel overgangsfossiel bestaat - maar een dier uit een zich ontwikkelende reeks.

Het vervaagt de grens tussen twee verschillende levensvormen: de in het water levende vissen, en de landdieren.

De nieuwe fossielen passen heel mooi in het tien miljoen jaar grote gat in de stamboom tussen Panderichthys - de scharrelvis - en de eerste echte viervoetige landdieren. De oudste fossiele overblijfselen daarvan zijn 376 miljoen jaar oud.



De evolutie van vis tot viervoeter. Geleidelijk verdwijnen de kieuwdeksels - bij Tiktaalik afwezig - en ontwikkelen de vinnen zich tot pootjes. Vissige voorgangers van Tiktaalik zijn Panderichthys en Eustenopteron. De viervoeters Acanthostega en Ichtyostega hebben ieder nog een visachtige staart, maar zijn duidelijk landdieren. Ze leefden 365 miljoen jaar geleden. Er zijn wel oudere viervoeters gevonden, tot 376 miljoen jaar oud, maar de fossielen daarvan zijn minder compleet. Afb.: Nature.

In een begeleidend commentaar schrijven Per Ahlberg en Jennifer Clack dat Tiktaalik alles in zich heeft om een nieuw evolutionair icoon te worden. Zoals de Archeopterix symbool staat voor de overgang van reptielen naar vogels, zo staat Tiktaalik aan het begin van een evolutonaire revolutie waarbij het leven vaste grond onder de voeten kreeg.

"Dit is echt zoals onze voorouders eruit zagen toen ze uit het water kropen".



Jacqueline de Vree

Per Erik Ahlberg en Jennifer Clack, 'A firm step from water to land', in: Nature, 6 april 2006.

Edward Daeschler, Neil Shubin en Farish Jenkins, 'A Devonian tetrapod-like fish and the evolution of tetrapod body plan', in: Nature, 6 april 2006.

Neil Shubin, Edward Daeschler en Farish Jenkins, 'The pectoral fin of Tiktaalik roseae and the origin of tetrapod limb', in: Nature, 6 april 2006.

http://www.nos.nl/nosjournaal/artikelen/2006/4/6/060306_tiktaaklik.html

http://noorderlicht.vpro.nl/artikelen/27792357/

Pootjes in de duinen=Vroegste stappen aan land

http://noorderlicht.vpro.nl/artikelen/6564889/

Knikkende knieën: Oudste landrot herontdekt

http://noorderlicht.vpro.nl/artikelen/7592410/





The skull of the alligator-like fish which probably lived in the Devonian period, between 417 million and 354 million years ago. Photo Jennie Hills/Science Museum



http://www.24hourmuseum.org.uk/nwh_gfx_en/ART35973.html

Those fish fingers in full. Photo Jennie Hills/Science Museum

http://scienceblogs.com/grrlscientist/2006/04/missing_link_found.php


http://lancelet.blogspot.com/2006/04/tiktaalik-rosae.html
http://www.guardian.co.uk/frontpage/story/0,,1748005,00.html

http://loom.corante.com/archives/2006/04/05/walking_towards_land.php






April 5, 2006



Press Contact: Catherine Gianaro or John Easton
catherine.gianaro@uchospitals.edu | john.easton@uchospitals.edu
(773) 702-6241

http://www-news.uchicago.edu/releases/06/060405.tiktaalik-video.shtml

Video News Release: Newly Found Species Fills Evolutionary Gap Between Fish and Land Animals

To view this content, you must have QuickTime Player installed on your machine. QuickTime Player can be downloaded for free here.

To read the official press release,

click here.

ttp://www-news.uchicago.edu/releases/06/060405.tiktaalik-video.shtml
Last modified at 11:54 AM CST on Wednesday, April 05, 2006.

1   2   3   4   5   6   7   8   9   10   11

  • Neil Shubin en collegas van de Universiteit van Chicago baseren zich op een uniek, fossiel stukje bot, dat ze losbikten uit een prehistorische bergwand in de staat Pennsylvania.
  • Vooraanzicht van de rechter borstvin van Tiktaalik.
  • Press Contact: Catherine Gianaro or John Easton

  • Dovnload 3 Mb.