Преди около 375 милиона години една смешно изглеждаща риба на име Тиктаалик се осмели да излезе на брега използвайки нови адаптации: перки с лопатки, за да се задвижва, за да „ходи“ по сушата и въздушни торбички в гърлото си, за да диша кислород от въздуха. Тиктааликкойто също е имал хриле, е най-ранният известен общ предшественик на тетраподите или четирикраките животни.
В продължение на стотици милиони години тетраподите са еволюирали в безброй видове, включително Мъдър човек. Така че, ако хората са еволюирали от риба, защо нямаме хриле?
Част от отговора е практичен: хрилете трябва да останат мокри, за да работят, което не е идеално за животни, които не живеят под вода. Хрилете имат голяма повърхност и хиляди на малки кръвоносни съдове, осигурявайки лесен достъп на кислород до кръвта. Докато водата се втурва през хрилете, кислородът дифундира навътре и въглеродният диоксид дифундира навън, каза Крис Орган, еволюционен биолог в държавния университет на Монтана. Ако сухоземните животни имаха хриле, те бързо биха изсъхнали, правейки неефективен начин за дишане. Нашите човешки бели дробове, от друга страна, са добри в приемането на кислород от въздуха и в кръвта ни чрез обмен на газ.
Но белите дробове вече са били наоколо много преди прехода от морето към сушата. „Белите дробове всъщност са изненадващо примитивни еволюция,“ Нийл Шубиневолюционен биолог от Чикагския университет, който беше част от екипа, открил Тиктаалик вкаменелост през 2004 г, каза пред Live Science. Когато нашите рибни предци все още са живели под вода, те вече са имали бели дробове в допълнение към хрилете.
„Рибата не излиза на сушата и не казва: „Имам нужда от бели дробове; ще развия бели дробове“, каза Орган пред Live Science. Само риби със съществуващи бели дробове са успели да навлязат в сушата и да оцелеят. Ако риба без бели дробове се опита да живее на сушата, тя ще умре. „Става въпрос за наличието на тези черти, които са се развили по други причини, които след това позволяват на това животно да използва тази нова среда“, добави той.
Свързани: Могат ли рибите и другите морски животни да се удавят?
По подобен начин учените смятат, че нашите предшественици на рибите са развили ръце, за да се движат на дъното на океана, каза Орган, което по-късно е било полезно за намиране на храна и придвижване по сушата. Ето тук се появи естественият подбор: тъй като тези подобни на ръце структури бяха полезни на сушата, животните развиха по-дълги крайници и ръце през следващите няколко милиона години. Същото вероятно се е случило и с белите дробове. Меките тъкани като белите дробове не се вкаменяват добре, така че учените не са сигурни как точно са се развили човешките бели дробове, каза Орган. Но съществуващите доказателства предполагат ранните бели дробове първо са еволюирали в прости бели дробове на гущери и след това в подразделени бели дробове, характерни за бозайниците. По-специално, бозайниците са еволюирали, за да имат диафрагма — мускулът, който регулира нашето дишане — може би още преди 300 милиона години.
Обратно, структури, които вече не са от полза, често изчезват. С течение на времето хрилете се свиха и станаха ограничени до млади екземпляри, докато в крайна сметка изчезнаха напълно при сухоземните животни на пълен работен ден през карбоновия период преди около 315 милиона години, каза Орган. Това беше около времето, когато първите влечуги и предците на първите птици и бозайници започнаха да се развиват.
Може да изглежда странно, че примитивните риби изобщо са имали бели дробове. Въпреки че хрилете са добри в извличането на кислород от водата, те не винаги осигуряват големи количества кислород, особено за по-големите животни, които се нуждаят от повече от него. Сезонните промени също могат да повлияят на количеството кислород във водата, отбеляза Шубин. Например, ако във водата има много мъртви листа, те ще поемат кислород. И така, въздушните торбички – примитивните бели дробове – позволяват на рибите да поглъщат въздух над повърхността, за да допълнят своя прием на кислород. Съвременните белодробни риби, които съществуват от повече от 400 милиона годиниимат същата способност, което помага да се обясни защо придвижването към сушата изобщо е възможно.
Но ние не сме загубили тези ранни хриле напълно. Човешките ембриони имат странна физическа черта: малките гънки, наречени фарингеални дъги, приличат на хрилете, но ние не ги използваме за дишане. И въпреки че не са точно хриле, те определено са реликт от ранни хриле, нещо като древна рецепта, която сега прави нещо различно от преди, каза Шубин. По време на ембрионалното развитие тези дъги стават части от челюстта, гърлото и ушите. „Всяко същество, което има глава, преминава през етап на фарингеална дъга“, каза Шубин. С други думи, главата на животното не може да се образува без фарингеални дъги.
Водните видове, дишащи с хриле, също имат тези дъги в ембрионалното си развитие. Единствената разлика е, че дъгите се развиват в истински хриле, заедно с костите, мускулите, нервите и артериите около тях, каза Шубин.
Можем да благодарим на нашата вътрешна риба за белите дробове, които сега използваме, за да дишаме, без неудобни хрилни процепи да ни пречат.