Znanstvenici su prvi put uspjeli rekonstruirati zamr\u0161enu trodimenzionalnu strukturu kralje\u017enice ranih tetrapoda, najranije \u010detverono\u017ene \u017eivotinje. Visokoenergetske rendgenske zrake i nova metoda izvla\u010denja podataka omogu\u0107ile su istra\u017eiva\u010dima rekonstrukciju kralje\u017enice 360 milijuna godina staroga fosila u iznimnim detaljima, \u0161to baca novo svjetlo na to kako su se prvi kralje\u017enjaci preselili iz vode na kopno.<\/p>\n\n\n\n
Rezultati su objavljeni u \u010dasopisu Nature<\/em>. Me\u0111unarodni tim znanstvenika predvodile su Stephanie E. Pierce s Kraljevskoga veterinarskog u\u010dili\u0161ta u Londonu i Jennifer A. Clack sa Sveu\u010dili\u0161ta u Cambridgeu. Tim obuhva\u0107a i znanstvenike sa Sveu\u010dili\u0161ta u Uppsali u \u0160vedskoj i ESRF-a u Grenobleu u Francuskoj.<\/p>\n\n\n\n Tetrapodi su \u010detverono\u017eni kralje\u017enjaci, koje danas predstavljaju vodozemci, gmazovi, ptice i sisavci. Prije otprilike 400 milijuna godina, rani tetrapodi su bili prvi kralje\u017enjaci koji su poduzimali kratke izlete u pli\u0107ake, gdje su koristili svoja \u010detiri uda za kretanje. Kako se to dogodilo i kako su se potom preselili na kopno predmet je intenzivnih rasprava izme\u0111u paleontologa i evolucijskih biologa.<\/p>\n\n\n\n Svi tetrapodi imaju kralje\u017enicu, ili ki\u010dmu, odnosno ko\u0161tanu strukturu koja je zajedni\u010dka svim drugim kralje\u017enjacima, uklju\u010duju\u0107i ribe, od kojih su tetrapodi evoluirali. Kralje\u017enica je formirana od kralje\u017eaka spojenih u nizu – od glave do repa. Za razliku od kralje\u017enice \u017eivu\u0107ih tetrapoda (primjerice, ljudi), u kojoj se svaki kralje\u017eak sastoji od samo jedne kosti, kralje\u0161ci ranih tetrapoda bili su sastavljeni od nekoliko dijelova.<\/p>\n\n\n\n “Ve\u0107 vi\u0161e od stotinu godina za rane se tetrapode smatralo da imaju kralje\u0161ke sastavljene od triju setova kostiju. Jedna kost na po\u010detku, jedna na sredini i par na kraju. Ali, promatraju\u0107i fosile pomo\u0107u sinkrotrone rendgenske zrake, otkrili smo da je tradicionalni pogled na tetrapode sve shvatio doslovno naopa\u010dke”, ka\u017ee Stephanie Pierce, glavna autorica publikacije.<\/p>\n\n\n\n ESRF je u Francuskoj, kako bi analizirao tri fosilna fragmenta, koristio skeniranje rendgenskim zrakama i primijenio novu metodu izvla\u010denja podataka da bi se otkrili detalji fosilnih kostiju zakopanih duboko u kamenoj matrici. Fosilizirane kosti ukopane su u stijenu tako kompaktno da kamen upija ve\u0107inu rendgenskih zraka. “Bez novih metoda, ne bi bilo mogu\u0107e otkriti elemente kralje\u017enice u tri dimenzije s rezolucijom od 30 mikrometra”, ka\u017ee Sophie Sanchez, suautorica publikacije, sa Sveu\u010dili\u0161ta u Uppsali i ESRF-a.<\/p>\n\n\n\n U tim visoko rezolutnim rendgenskim slikama, znanstvenici su otkrili da je ono \u0161to se mislilo da je prva kost – poznata kao intercentrum – zapravo posljednja u nizu. Iako to mo\u017ee izgledati kao obi\u010dan previd, ovaj preustroj u strukturi kralje\u017enice ima presudne posljedice za razumijevanje funkcionalne evolucije kralje\u017enice tetrapoda. Stephanie Pierce obja\u0161njava: “Razumijevanjem na\u010dina na koji svaka od kosti kralje\u017enice pristaje drugoj kosti mo\u017eemo po\u010deti istra\u017eivati pokretljivost kralje\u017enice i ispitivati kako se raspodijelila snaga izme\u0111u udova u ranim fazama kretanja po kopnu.”<\/p>\n\n\n\n No, to nije sve \u0161to su pokazali rezultati. Za jednu od \u017eivotinja – poznatu kao ihtiostega – utvr\u0111eno je da ima asortiman dosad nepoznatih skeletnih zna\u010dajki, uklju\u010duju\u0107i niz kostiju koji se prote\u017ee kroz sredinu prsa. Jennifer Clack ka\u017ee: “Za te neobi\u010dne kosti se ispostavilo da su najraniji evolucijski poku\u0161aj da se proizvede prsna kost. Takva struktura bi oja\u010dala prsni ko\u0161 ihtiostege te bi predstavljala potporanj koji bi nosio tjelesnu te\u017einu \u017eivotinje na prsima dok se ona kre\u0107e po kopnu.”<\/p>\n\n\n\n Ovo neo\u010dekivano otkri\u0107e podr\u017eava nedavni rad Stephanie Pierce i Jennifer Clack, koji pokazuje da se ihtiostega vjerojatno kretala vuku\u0107i se preko ravnoga terena, koriste\u0107i sinkrone pokrete prednjih nogu kako bi se odrazila od tla (nalik hodanju na \u0161takama danas) – sli\u010dno glavo\u010di ili tuljanu. Dr. Pierce dodaje: “Rezultati ovoga istra\u017eivanja prisilili su nas na ponovno pisanje ud\u017ebenika o razvoju kralje\u017enice kod najranijih, udovima opremljenih \u017eivotinja.\u201c<\/p>\n\n\n\n “Na ESRF, nova metoda izvla\u010denja podataka omogu\u0107uje prou\u010davanje fosila u vrlo kompaktnim stijenama do najsitnijih detalja. Ono \u0161to smo vidjeli danas tek je po\u010detak mnogih iznena\u0111enja koja dolaze”, zaklju\u010duje Sophie Sanchez.<\/p>\n\n\n\n