Neil Shubin, paleontolog z University of Chicago, przygotowuje się do kolejnej ekspedycji.

Długo odkładana podróż to powrót do kanadyjskiej Arktyki i obszaru, w którym Shubin dokonał przełomowego odkrycia w 2004 roku.

Właśnie wtedy Shubin i jego zespół znaleźli Tiktaalika, tak zwaną skamielinę „brakującego ogniwa” jednego z pierwszych stworzeń, które wyłoniły się z wody na ląd około 375 milionów lat temu.

Shubin powiedział, że jest „całkowicie podekscytowany” powrotem po czteroletnim opóźnieniu spowodowanym pandemią COVID-19.

„Cały pomysł polega na znalezieniu miejsc na całym świecie, które mają skały w odpowiednim wieku i odpowiedniego typu, aby odpowiedzieć na pytanie, które Cię interesuje” – powiedział Shubin. „W tym przypadku pytanie, które mnie interesowało, dotyczyło przejścia od ryb do zwierząt lądowych. Cóż, jeśli takie jest twoje podejście, staje się to globalnym poszukiwaniem pisanek, ponieważ wyciągasz mapy, wyciągasz artykuły naukowe i próbujesz znaleźć różne miejsca na świecie, które mogą odpowiedzieć na pytanie, które cię interesuje.

Podczas tego polowania Shubin prowadził badania terenowe w Ameryce Północnej (w tym na Grenlandii), Chinach, Afryce, Antarktydzie – i oczywiście w Arktyce.

„Jedną z największych radości związanych z prowadzeniem tych badań jest to, że udajemy się do miejsc, w których nikt wcześniej nie chodził” — powiedział Shubin. „Tak więc znajdujemy tam bardzo mało dowodów na wpływ człowieka, co czyni go naprawdę wyjątkowym. Dla mnie absolutnie najbardziej ekscytującą częścią jest zejście w nowe miejsce po raz pierwszy, kiedy widzę skały i próbuję dowiedzieć się, gdzie będzie skarb”.

Shubin wykorzystuje mapy badań geologicznych, aby zidentyfikować najlepsze obszary do polowania na skamieliny w odpowiednim wieku, aby rzucić światło na krytyczne momenty przejściowe w historii ewolucji. Jego nadchodząca wyprawa w lipcu ma na celu znalezienie bardziej przejściowych gatunków współczesnych Tiktaalikom.

„Skały te powstały w starożytnych rzekach i strumieniach” – powiedział Shubin. „To, czego szukamy, to różnorodność ryb żyjących w tych środowiskach, które mają około 375 milionów lat – mniej więcej w tym samym wieku co Tiktaalik – ale w innym środowisku. Szukamy tego samego przejścia, ale tylko Tiktaalika 2.0 lub Tiktaalika 3.0”.

Jedną z metod badania skamielin, nawet jeśli nadal są one zamknięte w skale, jest użycie tomografu komputerowego do stworzenia trójwymiarowych obrazów cyfrowych.

„Możemy zajrzeć do skamieniałości” — powiedział Shubin. „Możesz zeskanować każdą pojedynczą kość Tiktaalika lub dowolnego stworzenia, a następnie złożyć je cyfrowo za pomocą programów komputerowych, których ludzie używają do projektowania gier wideo. A potem możesz zobaczyć to w zupełnie nowy sposób. Możesz zajrzeć do wnętrza kości, stawów i wydrukować je na drukarce 3D. Tak więc dzieło cyfrowe naprawdę zmienia to, co robimy. Możemy zacząć wizualizować, jak Tiktaalik faktycznie pływał, jak chodził, jak się poruszał”.

Ale badania Shubina to nie tylko badanie skamielin. Jego laboratorium na Uniwersytecie w Chicago prowadzi również badania genetyczne, aby pomóc w rozwikłaniu tajemnic ewolucji.

„To, na co patrzymy, to DNA” – powiedział Shubin. „Patrzymy na embriony i zadajemy sobie pytanie: Czym żywa ryba różni się od zwierzęcia lądowego, takiego jak żaba, mysz, ptak czy człowiek? Co za różnica? Co to jest to samo?

Połączenie spostrzeżeń uzyskanych podczas zbierania skamieniałości w terenie i badań genetycznych w laboratorium umożliwia Shubinowi i jego zespołowi opracowanie bardziej szczegółowego zrozumienia krytycznych zmian ewolucyjnych.

„Są to dwa różne podejścia do odpowiedzi na to samo pytanie: w jaki sposób kończyny powstały z płetw ryb?” powiedział Shubin. „Te dwa podejścia łącznie dają nam znacznie pełniejszą odpowiedź niż każde z nich osobno. … Jednym z naprawdę interesujących odkryć jest to, że wiele genów, które były aktywne w budowaniu naszych własnych dłoni i stóp, jest aktywnych w płetwach ryb, tworząc końce końcowych końców ich płetw. Tak więc część ewolucji kończyn z płetw nie obejmowała pochodzenia nowych genów. Mamy to samo DNA. Tak naprawdę używa starego DNA w nowy sposób. To zmiana przeznaczenia na poziomie genetycznym, co jest naprawdę głębokie”.