Undersøgelse viser, at havets afkøling gennem årtusinder førte til større fisk

Jordens geologiske historie er præget af mange dynamiske klimaskift, der ofte er forbundet med store temperaturændringer. Disse miljøændringer kan føre til trækændringer, såsom kropsstørrelse, der kan observeres direkte ved hjælp af fossile poster.

For at undersøge om temperaturskift, der skete før direkte målinger blev registreret, kaldet paleoklimatologi, er korreleret med kropsstørrelsesændringer, besluttede flere medlemmer af University of Oklahomas Fish Evolution Lab at teste deres hypotese ved at bruge tetraodontiforme fisk som en modelgruppe. Tetradontiforme fisk er primært tropiske havfisk og omfatter blandt andet pufferfish, boxfish og filefish.

Undersøgelsen blev ledet af Dahiana Arcila, assisterende professor i biologi og assisterende kurator ved Sam Noble Museum of Natural History, med Ricardo Betancur, assisterende professor i biologi, sammen med biologi kandidatstuderende Emily Troyer, og involverede samarbejdspartnere fra Smithsonian Institution, University i Chicago, og George Washington University i USA, samt University of Turin i Italien, University of Lyon i Frankrig og CSIRO Australia.

Forskerne opdagede, at disse fisks kropsstørrelser er vokset sig større i løbet af de sidste hundrede millioner år i forbindelse med den gradvise afkøling af havtemperaturerne.

Deres fund overholder to velkendte regler for evolutionære tendenser, Copes regel, som siger, at organismers kropsstørrelser har tendens til at stige over evolutionær tid, og Bergmanns regel, som siger, at arter når større størrelser i køligere miljøer og mindre størrelser i varmere miljøer. Hvad der imidlertid var mindre forstået, var, hvordan disse regler relaterer sig til ektotermer, organismer, der ikke kan regulere deres indre kropstemperaturer og er afhængige af deres eksterne eller miljømæssige klimaer.

"Cope's og Bergmanns regler er ret godt understøttet for endotermer eller varmblodede arter, såsom fugle og pattedyr," sagde Troyer. "Men blandt ektotermiske arter, især hvirveldyr, har disse regler en tendens til at have blandede resultater."

En udfordring ved at studere gamle fisk er, at der er meget få fossile optegnelser. For at supplere den manglende information kombinerede forskerne genomiske data fra levende fisk med fossile data.

"Når du ser på tværs af forskellige grupper i livets træ, så vil du bemærke, at der er et begrænset antal grupper, der faktisk har en god fossilhistorie, men den større havfiskegruppe (kendt som Tetraodontiformes), som omfatter den populære pufferfish, havsolfisk og boxfish, er bemærkelsesværdig ved, at den har en spektakulær palæontologisk rekord," sagde Arcila. "Så ved at integrere de to felter, genomik og palæontologi, så er vi faktisk i stand til at bringe nye resultater ind i billedet, som du ikke vil være i stand til at opnå ved brug af kun én datatype."

De genomiske og fossile data blev derefter kombineret med data om havtemperaturer, der viste, at den gradvise klimaafkøling gennem de sidste 100 millioner år er forbundet med øget kropsstørrelse af tetraodontiforme fisk.

"Baseret på fossile data viser vi, at disse fisk startede meget småt, men du kan se, at levende arter er meget større, og disse ændringer er forbundet med havets afkølingstemperatur over denne meget lange periode," Arcila sagde.

Mens udviklingen af ​​tetraodontiforme fisk ser ud til at stemme overens med Copes og Bergmanns hypoteser, tilføjer forfatterne en advarsel om, at mange flere faktorer kan spille en rolle i fiskens kropsstørrelsesudvikling.

"Det er virkelig spændende at se støtte til disse to biologiske regler i Tetraodontiformes, da disse tendenser er mindre undersøgt blandt havfisk sammenlignet med terrestriske arter," sagde Troyer. "Udvivlsomt vil vi opdage mere om deres kropsstørrelsesudvikling i fremtiden."

Artiklen blev offentliggjort i Proceedings of the National Academy of Sciences . + Udforsk yderligere

Lider fisk af iltsult?