Kada razmišljate o ljudskoj evoluciji, postoji velika vjerojatnost da zamislite čimpanze kako istražuju drevne šume ili rane ljude kako slikaju vunaste mamute na zidovima špilja.
Ali mi ljudi, zajedno s medvjedima, gušterima, kolibrićima i tiranosaurusom rexom, zapravo riba s režnjevim perajama.
Možda se čini bizarno, ali dokazi su u našim genima, anatomiji i fosilima. Pripadamo skupini životinja tzv kopneni sarkopterigiali veliki dio evolucijskih promjena zasjenio je naš izgled.
Smatramo ribe vještim plivačima, ali one su zapravo razvile sposobnost “hodanja” najmanje pet puta. Neke se vrste povlače naprijed pomoću dobro razvijenih prednjih peraja, dok druge “hodaju” po dnu oceana.
Naši sarcopterygijski preci razvili su pluća i drugo mehanizmi za disanje zraka, koščatih udova i jače kralježnice prije nego što se odvaži na kopno. Te su prilagodbe bile korisne ne samo u vodenom okolišu, već su omogućile našim precima da istražuju kopno – bile su “predprilagodbe” za život na kopnu.
Prijelaz s vode na kopno bio je jedan od najvažnijih događaja u evoluciji kralješnjaka. Možda je počelo kao način da pobjegnemo od grabežljivaca, ali krajolik koji su naši preci otkrili već je bio bogat biljkama kao što su mahovine, preslice i paprati, kao i člankonošcima (stonogama) koji su kolonizirali zemlju milijunima godina prije.
Nismo sami
Samostalno hodanje evoluiralo je nekoliko puta kod riba, što ga čini primjerom evolucijska konvergencija (slične značajke koje se razvijaju neovisno, poput krila u šišmiša i ptica). Evolucija hodanja kod riba je rijetka. Postoji više od 30.000 vrsta riba kakve danas poznajemo (ne u evolucijskom smislu), od kojih samo šačica može “hodati”.
Sarcopterygians se razlikuju od drugih vrsta riba na nekoliko važnih načina. Na primjer, naše peraje (udovi) imaju nosači kostiju i mišićne režnjeve koji nam omogućuju kretanje kopnom.
Vjeruje se da je ova prilagodba bila ključna za evoluciju četveronožaca (vodozemaca, sisavaca, gmazova i ptica) tijekom našeg prijelaza s vode na kopno u kasnom devonskom razdoblju, prije oko 375 milijuna godina. Mnogi geni uključeni u formiranje udova i prstiju kod četveronožaca također se nalaze u vodenim sarcopterygians, kao što su plućnjake, što ukazuje da su se te osobine razvile kod našeg drevnog zajedničkog pretka.
Ne znamo koja je vrsta bio ovaj predak, ali je vjerojatno izgledao kao coelacanth, koji ima bogat fosilni zapis i “živi je fosil” koja danas nastanjuje zapadni Indijski ocean i Indoneziju.
Hodajuće sarcopterygia ribe su ili izumrle, kao Tiktaalik, ili su toliko visoko evoluirale da ih više ne prepoznajemo kao ribe (tetrapodi).
Primjer žive ribe koja hoda je skakač (iz obitelji Oxudercidae). Ove ribe žive u mangrovama i plimnim ravnima i koriste svoje prsne peraje za hodati po zemlji. Ove im peraje pomažu u bijegu od vodenih grabežljivaca, traženju hrane (konzumiraju organski materijal u mulju), pa čak i komuniciraju jedni s drugima na kopnu, pronalazeći partnere.
Drugi primjer je hodajući som (Clarias batrachus), koji koristi svoje prsne peraje za kretanje po kopnu, pomažući mu da pobjegne iz suhih laguna i pronađe nova staništa.
Kako su se prvi put razvili geni povezani s hodanjem?
Raža (Leucoraja erinacea) je hrskavična riba srodna ražama i morskim psima (za razliku od koštunjača, uključujući i sarcopterygias). To je još jedna riba koja pod vodom “hoda” na perajama poput nogu, oponašajući pokrete kopnenih životinja.
Ljetna raža je od velikog interesa za znanstvenike koji istražuju evoluciju kretanja jer je evoluirala hodanjem po perajama neovisno o sarcopterygijima. Međutim, do sada je genetiku koja stoji iza hoda raže bilo teško proučavati zbog nedostatka kvalitetnih podataka.
To se nedavno promijenilo kada su istraživači u Seulu i New Yorku upotrijebili vrhunsku tehnologiju za konstruiranje visokokvalitetnog sklopa genoma ljetnih zraka. Znanstvenici su otkrili da je koristi samo deset mišića hodati s perajama, dok četveronošci općenito koriste 50 mišića za pomicanje udova.
Veliko pitanje o evoluciji kralježnjaka je: koji su geni važni za razvoj mišića koji omogućuju hodanje? Kako bi otkrili, tim je istražio koji su geni aktivni u živcima koji kontroliraju mišiće udova (motorni živci) kod miša, kokoši i raže.
Otkrili su slične obrasce ekspresije gena u motornim živcima koji pomažu funkcioniranje ovih mišića. Dakle, hodajuće ribe možda su slijedile nekoliko različitih evolucijskih putova, ali ova nedavna studija sugerira zajednički genetski mehanizam.
Ljudi su evoluirali da budu najbolji hodači
Na kraju razdoblja trijasa, prije otprilike 201 milijuna godina, razvili su se i dinosauri i sisavci izvrsne trkaće vještine. Ljudi su usavršili ove lokomotorne moći, razvijajući brojne prilagodbe koje nas čine jednom od najučinkovitijih i najsposobnijih vrsta za trčanje na planetu.
Te prilagodbe uključuju Ahilovu tetivu poput opruge koja pomaže u pohranjivanju energije, dugačak korak i uravnoteženo težište te znojenje radi hlađenja. Ove prilagodbe omogućuju nam da putujemo na velike udaljenosti s velikom izdržljivošću, iako u male brzine.
Naši su preci trčali u lov, bijeg od grabežljivaca i traženje hrane. To je oblikovalo našu anatomiju, fiziologiju i kulturu. A mnoga istraživanja pokazuju da su hodanje i trčanje presudni za dobrobit i fizičko zdravlje.
Daleko je to od početka hodanja kod naših ribolikih predaka koji su prvi kolonizirali zemlju. Ali hodanje i trčanje ostaju središnji dio naših života i našeg evolucijskog uspjeha.
