فعلت البرمائيات القديمة دون مرحلة الشرغوف

تتمتع البرمائيات الحديثة بدورة حياة من مرحلتين: تفقس يرقة مائية من البيض (على سبيل المثال، الشرغوف في الضفادع)، والتي تواجه بعد ذلك التحول – إعادة هيكلة حادة للأنسجة والأعضاء للحياة على الأرض. وافترض علماء الأحياء أن أقدم الحيوانات ذات الأرجل الأربعة تطورت وفق نفس السيناريو. كان يعتقد أن التحول التدريجي سمح لأسلاف البرمائيات بالتكيف خطوة بخطوة مع البيئة الأرضية. ومع ذلك، لم يكن هناك دليل حفريات مباشر، لأنه من الصعب للغاية العثور على رباعيات الأرجل القديمة حديثي الولادة مع الأنسجة الرخوة المحفوظة. قام مؤلفو العمل، الذي نُشر في مجلة Science، بدراسة مجموعات من عقيدات السيديريت من موقع ماسون كريك في إلينوي. في هذه الرواسب الكربونية، تم طبع الأنسجة الرخوة للحيوانات بدقة عالية. قام العلماء بتحليل مقتنيات المتحف الميداني للتاريخ الطبيعي، ومؤسسة سميثسونيان والمجموعات الخاصة للعثور على الحفريات في المراحل الأولى من التطور. قام علماء الحفريات بجمع بقايا صغار الميجاليشثيد التي تم تفريخها حديثًا، وأيستوبودات (بما في ذلك الأنواع Phlegethontia longissima التي يبلغ طول جمجمتها 4.5 ملم فقط) والمجسمات. تمثل هذه الحيوانات الأنساب التطورية للفقاريات قبل وبعد ظهور الكفوف بأصابع القدم مباشرة. تم فحص المطبوعات باستخدام المجهر الإلكتروني لفحص محيط الأنسجة والتحقق من وجود أعضاء يرقات مؤقتة. أظهر الفحص المجهري أن أقدم رباعيات الأرجل كانت تفتقر تمامًا إلى مرحلة اليرقات الانتقالية. لم يعثر علماء الأحياء على آثار للخياشيم الخارجية على أي حفرية. تتحجرت عظام الجمجمة والفكين والأسنان عند حديثي الولادة بسرعة. فبدلاً من تصفية العوالق بشكل سلبي، كما تفعل الضفادع الصغيرة الحديثة، وُلدت رباعيات الأرجل الأولى بأنياب على سقف أفواهها وفكوك قوية، مستعدة تمامًا للافتراس. في التجويف البطني للحفريات، سجل المجهر أمعاء منتفخة مع بقايا صفار البيض. ويشير عدم وجود آثار للطعام في المعدة إلى أن الحيوانات ماتت قبل أن تبدأ في التغذية بمفردها. إن وجود كمية كبيرة من صفار البيض يعني أن أسلاف رباعيات الأرجل فقسوا من بيض كبير، وولدوا على الفور حيوانات. بالإضافة إلى ذلك، أعاد العلماء تصنيف حفريات Esconichthys apopyris على أنها تتراوح في الحجم من 20 إلى 60 ملم. لعقود من الزمن، وصفها علماء الحفريات بأنها يرقات الأسماك الرئوية القديمة. أثبت تحليل نقاط التعظم في الجمجمة وبنية الذيل غير المتجانس أن هذه في الواقع مدارس من الميغاليشثيدس التي فقس مؤخرًا – وهي أسماك اقتربت نسبها من ظهور الكفوف. كما لا يبدو أن لديهم أي ميزات يرقات. حدث تحول الزعانف إلى أقدام وظهور الفقاريات على الأرض في الحيوانات ذات النوع المباشر من التطور. تبين أن التحول الكلاسيكي للبرمائيات الحديثة لم يكن إرثًا، بل اختراعًا تطوريًا متأخرًا. ظهرت هذه القدرة ضمن المجموعة التاجية لرباعيات الأرجل بعد 40-60 مليون سنة من تطور الأرض، ربما كوسيلة للتكيف مع الحياة في المسطحات المائية الجافة موسمياً.