ปลาซากดึกดำบรรพ์และสัตว์มีกระดูกสันหลังยุคแรกเริ่ม

สัตว์มีกระดูกสันหลังและปลาซากดึกดำบรรพ์ยุคแรกเริ่มบันทึกถึงต้นกำเนิดของกระดูกสันหลัง ขากรรไกร และครีบคู่ รวมถึงการเปลี่ยนแปลงครั้งสำคัญจากการใช้ชีวิตในน้ำสู่การใช้ชีวิตบนบก

Definition

ปลาซากดึกดำบรรพ์และสัตว์มีกระดูกสันหลังยุคแรกเริ่มประกอบด้วยสมาชิกในสายวิวัฒนาการของสัตว์มีกระดูกสันหลังที่อาศัยอยู่ในน้ำและอยู่ในช่วงเปลี่ยนผ่าน ตั้งแต่รูปแบบที่ไม่มีขากรรไกรในยุคแคมเบรียนไปจนถึงปลาที่มีครีบเป็นพูซึ่งเป็นต้นกำเนิดของสัตว์บก

Scope

หัวข้อนี้ครอบคลุมปลาไม่มีขากรรไกร (agnathans) ปลาหุ้มเกราะ (placoderms) ปลากระดูกอ่อนและปลากระดูกแข็ง และบรรพบุรุษของสัตว์สี่เท้าที่มีครีบเป็นพู รวมถึงการเปลี่ยนแปลงจากปลาเป็นสัตว์สี่เท้า และต้นกำเนิดของขากรรไกร ฟัน และรยางค์

Core questions

• กระดูกสันหลังและศีรษะของสัตว์มีกระดูกสันหลังวิวัฒนาการมาอย่างไรและเมื่อใด
• ขากรรไกรและรยางค์คู่มีต้นกำเนิดมาจากอะไร
• ซากดึกดำบรรพ์ใดที่บันทึกการเปลี่ยนแปลงจากปลาเป็นสัตว์สี่เท้า
• กลุ่มปลาในยุคแรกเริ่มมีความสัมพันธ์กับปลาที่ยังมีชีวิตอยู่ได้อย่างไร

Key concepts

• Agnathans และต้นกำเนิดของศีรษะ
• Gnathostomes และต้นกำเนิดของขากรรไกร
• ครีบเป็นพูของ Sarcopterygian
• รูปแบบการเปลี่ยนผ่านของ Tetrapodomorph

Key theories

ต้นกำเนิดของขากรรไกร

ขากรรไกรถูกตีความว่าเป็นการปรับเปลี่ยนส่วนโค้งของเหงือกด้านหน้า ซึ่งเป็นนวัตกรรมที่เปลี่ยนแปลงการกินอาหารและมีหลักฐานปรากฏในซากดึกดำบรรพ์ของ gnathostome ยุคแรกเริ่ม

การเปลี่ยนแปลงจากปลาเป็นสัตว์สี่เท้า

ปลาที่มีครีบเป็นพูและ tetrapodomorphs ยุคแรกเริ่ม เช่น Tiktaalik แสดงให้เห็นถึงลักษณะผสมผสานของปลาและสัตว์สี่เท้า ซึ่งเป็นเครื่องหมายของการเคลื่อนย้ายขึ้นสู่บก

Clinical relevance

บรรพบุรุษอันลึกซึ้งของกายวิภาคของสัตว์มีกระดูกสันหลังที่เปิดเผยโดยปลาซากดึกดำบรรพ์ช่วยให้เข้าใจถึงต้นกำเนิดทางวิวัฒนาการของลักษณะที่สัตว์มีกระดูกสันหลังในยุคหลังทั้งหมด รวมถึงมนุษย์ มีร่วมกัน เช่น รยางค์ ขากรรไกร และระบบประสาทสัมผัส

History

ปลาซากดึกดำบรรพ์ยุคแรกเริ่มมีความสำคัญอย่างยิ่งต่องานวิจัยของ Louis Agassiz ในศตวรรษที่สิบเก้า และการถกเถียงในศตวรรษที่ยี่สิบเกี่ยวกับต้นกำเนิดของสัตว์สี่เท้าได้มุ่งเน้นไปที่ปลาที่มีครีบเป็นพู การค้นพบ Tiktaalik ในปี 2004 ได้ปรับปรุงภาพของการเปลี่ยนแปลงจากน้ำสู่บกให้ชัดเจนยิ่งขึ้น

Debates

ลำดับการกำเนิดของรยางค์และนิ้ว

ลำดับการวิวัฒนาการของรยางค์ที่รองรับน้ำหนัก นิ้ว และการหายใจด้วยอากาศในช่วงการเปลี่ยนผ่านจากปลาเป็นสัตว์สี่เท้ายังคงเป็นที่ถกเถียงกันเมื่อมีการค้นพบซากดึกดำบรรพ์ใหม่ๆ

Key figures

• Philippe Janvier
• Erik Jarvik
• Neil Shubin

Seminal works

• janvier1996
• benton2015

Frequently asked questions

สัตว์มีกระดูกสันหลังชนิดแรกคืออะไร?

สัตว์มีกระดูกสันหลังชนิดแรกเป็นสัตว์คล้ายปลาขนาดเล็กที่ไม่มีขากรรไกร ซึ่งปรากฏในยุคแคมเบรียนและออร์โดวิเชียน โดยไม่มีขากรรไกรและครีบคู่เหมือนปลาในยุคหลัง

สัตว์เคลื่อนย้ายขึ้นสู่บกได้อย่างไรเป็นครั้งแรก?

ปลาที่มีครีบเป็นพูได้วิวัฒนาการครีบที่แข็งแรงคล้ายรยางค์และความสามารถในการหายใจด้วยอากาศ และลูกหลานของสัตว์สี่เท้าของพวกมันได้ปรับตัวเข้ากับการใช้ชีวิตบนบกอย่างค่อยเป็นค่อยไปในยุคดีโวเนียน