令人興奮的,關於動物如何首次從水中出來的新證據挑戰了我們對陸地脊椎動物進化的所有知識。著名大學共同努力的一項令人信服的研究表明,願景 - 而不是四肢- 實際上是從水到陸地飛躍的最重要的。
集體研究提供了一種新的方法來理解這一進化閾值,提供了有關驅動早期水生脊椎動物征服土地的關鍵信息。根據這項研究,它是進化的視力,促使這種重大變化,並在時間順序和重要性上首先出現。
來自西北大學的神經科學家兼工程師Malcolm A. Maciver與WM Keck Science系的進化生物學家和古生物學家Lars Schmitz合作,在Claremont McKenna,Scripps和Pitzer Colleges的聯合計劃中,分析化石及其進化變化。
他們在視覺範圍內發現了大量的適應,並且第一個確定這是如何使從水到土地過渡的方式。
他們的發現,在日記中出現國家科學院論文集3月7日,解釋說,能夠在水外看到更好的能力並在土地上發現大量食物,以後使我們古代水生祖先進化四肢並進入賞金的新世界。
“我們的假設是,也許它在陸地上看到了一個未開發的食物 - 千足派,centipedes,蜘蛛等 - 驅動了進化提出鰭的四肢,”說Maciver。
視力進化的變化以及他們今天如何將我們帶到這裡
對59個化石標本的徹底檢查揭示了我們古老的水生祖先首次出現在陸地上之前的顱骨結構的重要變化。化石從三個重要的進化期(過渡期間和之後)的記錄顯示,在從水到陸地飛躍之前,眼睛的大小幾乎增加了兩倍。
在魚出現在陸地上之前,每個化石軌道,眼置插座和頭部長度的測量表明,在陸地上出現之前的平均軌道大小為13毫米(約0.5英寸),在過渡過程中,將其變為36毫米(或約1.4英寸)。
除了大小的增長外,眼睛還通過從顱骨的側面移動到頭頂,改變了位置。這使早期的脊椎動物可以將視覺範圍從適應水的視力擴展到通過空氣。
更大的眼睛專門針對陸地上的生活量身定制
現在,將眼睛放在頭部中央,魚可以在水線上方窺視,並享受比淹沒時更大的視野。更大的眼睛使他們能夠在空中看到比水下的70倍,從而將視覺監控的空間增加到一百萬倍。
施密茨指出,擴大的軌道是專門為冒險在陸地上冒險的動物而開發的。對於水生脊椎動物而言,這種進化適應性無關緊要,其視力不能在遠處穿透太遠。
科學家們發現,過渡後出現的一個動物群體實際上再次進入了水生生活方式,並驚訝地發現該生物的眼睛在大小上退縮了,採用了我們通常在魚類中看到的比例。
但是,更大的眼睛尺寸對於通過空氣而言是很大的。研究人員認為,這種重要的適應性 - 發生在完全陸地動物出現之前的1,100萬年前,可能導致更大的大腦,能夠計劃策略,而不僅僅是對視覺刺激做出反應。
研究作者認為,這是前瞻性認知能力(權衡選擇權和做出計算選擇的技能)最終起源的地方。