Kako su lignje preživjele najveće izumiranje na Zemlji i preuzele okeane?

Otkrili su da su ova inteligentna stvorenja nastala u dubokom okeanu prije više od 100 miliona godina i preživjela masovna izumiranja povlačenjem u kiseonikom bogata dubokomorska utočišta.

Milionima godina, njihova evolucija se jedva mijenjala – dok drastičan razvoj nakon ekstinkcije nije izazvao brzu diverzifikaciju tokom prelaska u nova plitkovodna staništa.

Lignje i sipe su među najfascinantnijim životinjama u okeanu, poznate po koži koja mijenja boju i kretanju nalik mlaznom. Decenijama naučnici pokušavaju da shvate kako su ova neobična stvorenja evoluirala. Napredak je bio spor pošto su fosilna svjedočanstva ograničena, a njihovi genomi složeni. Sad novo istraživanje konačno daje jasnije odgovore.

Studija iz Instituta Okinave za nauku i tehnologiju (OIST) kombinuje velike genomske skupove podataka sa tri novosekvencirana genoma lignji. Ovaj rad otkriva obrazac „dugačkog fitilja“ koji objašnjava kako su lignje i sipe, zajedno poznate kao dekapodiformni (sa deset ekstremiteta) glavonošci, evoluirale u raznoliku grupu koju danas vidimo.

Jasnija slika evolucije lignji i sipa

Lignje i sipe žive sredinama od dubokih okeanskih voda do plitkih priobalnih regiona. Uprkos njihovom diverzitetu, većina deli jednu odliku: unutrašnju ljušturu. Ova struktura se uveliko razlikuje – zaobljena, oštra, spiralna. Neke plitkovodne vrste su čak potpuno izgubile ljušturu.

Razumijevanje kako su ovi različiti oblici povezani predstavlja izazov. Podaci o cijelom genomu sad daju čistiju, dosljedniju sliku kako su ove životinje evoluirale. Sekvenciranje genoma lignji nije lak posao. Njihovi genomi su često skoro dvostruko veći od ljudskog genoma, što zahtijeva naprednu tehnologiju i znatnu kompjutersku snagu za analizu.

Svijet

Zemljotres jačine 6,1 stepeni registrovan u Tihom okeanu: Žestoko se zatreslo na ovom ostrvu

Prikupljanje odgovarajućih uzoraka je takođe teško jer je potrebna sveža DNK, a mnoge vrste žive u udaljenim ili teško dostupnim staništima. Neke loze su brojne i veoma raznolike samo u tropskim sistemima poput arhipelaga Rjukju, dok su druge zagonetne i poznate samo u dubokom moru.

Istraživački tim je konstruisao prvo evoluciono stablo za dekapodiforme na bazi genomskih sekvenci iz skoro svih glavnih loza. To je omogućila globalna saradnja tokom pet godina, uključujući projekat sekvenciranja genoma širokog spektra morskih i slatkovodnih vrsta.

Jedna posebno važna vrsta bila je retka lignja Spirula spirula. Njena neobična unutrašnja ljuštura odavno zbunjuje naučnike.

„Struktura njene ljušture je navela neke naučnike da pogrešno zaključe da je blisko povezana sa sipama“, kažu saradnici iz Španskog instituta za okeanografiju.

Porijeklo u dubokom moru i evolucija „dugačkog fitilja“

Kombinujući genomske podatke sa fosilnim dokazima, istraživači su rekonstruisali i vremensku liniju i kontekst životne sredine za evoluciju lignji i sipa. Analiza pokazuje da su ove životinje poreklom iz dubokog okeana, staništa gdje su još prisutne vrste kao što je Spirula spirula.

Studija ukazuje da su se glavne dekapodiformne grupe prvi put podijelile preij oko 100 miliona godina tokom perioda srednje krede. Kasnije, prije oko 66 miliona godina, kredno-paleogeni događaj masovne ekstinkcije eliminisao je oko tri četvrtine vrsta na Zemlji, uključujući dinosauruse. Uprkos ovom katastrofalnom događaju, preci lignji su preživjeli.

Naučnici vjeruju da su ovi rani glavonošci pronašli utočište u malim, kiseonikom bogatim džepovima dubokog okeana.

„Morska površina bi bila veoma surovo okruženje za glavonošce. Otprilike u to vrijeme, vrlo malo pogodnih staništa bogatih kiseonikom postojalo bi blizu obala. Intenzivna acidifikacija okeana u plićim vodama verovatno bi takođe uništila njihove ljušture, tako da je činjenica da je neki oblik ove odlike zadržan tokom njihove evolucione istorije dokaz njihovog dubljeg okeanskog porekla“, kažu naučnici.

Nauka i tehnologija

Zašto more postaje sve tamnije

Dok se planeta oporavljala, koralni grebeni su se postepeno vraćali, stvarajući nove ekosisteme u plitkoj vodi. Mnoge loze lignji i sipa su se zatim proširile u ova okruženja.

„Nakon početnih podela loza u kredi, ne vidimo mnogo grananja desetinama miliona godina. Međutim, u periodu oporavka od kredno-paleogene ekstinkcije, iznenada vidimo brzu diverzifikaciju, dok se vrste prilagođavaju i evoluiraju u novim i promenljivim ekosistemima. Ovo je primer modela 'dugačkog fitilja' – period ograničene promene praćen eksplozijom diverziteta“, dodaju naučnici.

Oni vjeruju da ovaj rad daje snažnu osnovu za buduće studije o jedinstvenim osobinama lignji i sipa. Lignje i sipe imaju toliko jedinstvenih osobina u poređenju sa drugim grupama životinja, što ih čini beskrajnim izvorom inspiracije za naučnike.

Sa ovim genomima i jasnom slikom njihovih evolucionih odnosa, mogu se napraviti značajna poređenja u cilju otkrivanja molekularnih promjena povezanih sa glavnim inovacijama glavonožaca, od pojave novih organa i dinamične kamuflaže do nervne složenosti koja podržava njihovo izuzetno ponašanje.

(sputnik srbija)