Jak zwierzęta lądowe powróciły wtórnie do środowiska wodnego?

Pośród kluczowych adaptacji ewolucyjnych potrzebnych do stałego życia w wodzie w przypadku zwierząt lądowych przystosowujących się wtórnie do środowiska wodnego znajdują się: długie szyje, płetwy, bardzo dobry wzrok, żyworodność oraz długie szczęki.

Kluczowe adaptacje ewolucyjne potrzebne do stałego życia w wodzie

Przejście ze środowiska lądowego do środowiska wodnego stanowi duże wyzwanie dla poszczególnych zwierząt, ponieważ wiąże się z koniecznością wystąpienia odpowiednich zmian anatomicznych i fizjologicznych. Zwierzęta, które wtórnie przystosowały się do życia w wodzie, musiały wykształcić szereg cech umożliwiających im sprawne poruszanie się, zdobywanie pokarmu oraz skuteczne rozmnażanie w nowym środowisku.

Jednak całym grupom zwierząt lądowych (kręgowców) udało wtórnie się przystosować do życia w środowisku wodnym. Dotyczy to zarazem ssaków, jak i gadów.

W przypadku tej pierwszej gromady są to: 1. walenie (delfiny, wieloryby), które przystosowały się całkowicie do powtórnego życia w wodzie; 2. syreny/brzegowce (manaty, diugonie); 3. płetwonogie (foki, uchatki, morsy). Pośród ssaków częściowo przystosowanych do życia w wodzie lub prowadzących półwodny tryb życia znajdują się: wydry, bobry, hipopotamy.

Z kolei pośród kladu ptasich dinozaurów są to: 1. pingwiny; 2. hesperornisy (wymarłe ptasie dinozaury z kredy); 3. nurkujące ptaki (kormorany, nurzyki, głuptaki, alkowate).

Jeżeli chodzi o szeroko rozumiane gady, to pośród morskich gadów należy wymienić: 1. żółwie morskie, 2. ichtiozaury; 3. plezjozaury; 4. mozazaury. Półwodne natomiast są krokodyle, czy aligatory oraz węże morskie.  Co ciekawe poszczególne grupy tych gadów morskich są dla siebie bardziej odległe niż przykładowo ludzie w stosunku do waleni. Morskie gady składają się z kilku grup gadów, które niezależnie przystosowały się do życia w wodach – żółwie, przodkowie ichtiozaurów, morskich węzy już dawno byli odległymi krewnymi zanim rozpoczęli marsz ku morzom.

Na temat tego jak niektóre zwierzęta lądowe powróciły wtórnie do środowiska wodnego mówił podczas wykładu wygłoszonego w ramach Warsaw Mineral Expo 2026 paleobiolog, geolog i ewolucjonista, pracownik naukowy Wydziału Geologii Uniwersytetu Warszawskiego dr Daniel Tyborowski.

Najważniejsze adaptacje ewolucyjne potrzebne do stałego życia w wodzie

Według polskiego paleobiologa Daniela Tyborowskiego pośród najważniejszych adaptacji, jakie muszą wykształcić zwierzęta lądowe, aby przystosować się do warunków lądowych znajdują się: 1. dłuższe, bardziej ruchliwe szyje; 2. wydłużone szczęki umożliwiające pochwycenie szybkiej zdobyczy lub wessanie jej do pyska; 3. usprawnienie zmysłu wzroku; 4. przekształcenie kończyn krocznych w płetwy.

Zdaniem eksperta, przykładem wykształcenia się tej pierwszej adaptacji u ssaków wodnych mogą być foki i uchatki, które można powiedzieć, że mają właśnie długie szyje. Jeżeli zaś chodzi o przykłady pośród zwierząt lądowych z przeszłości geologicznej, które powtórnie zaadaptowały się do życia w środowisku wodnym, to takimi zwierzętami z długimi szyjami były plezjozaury.

Druga adaptacja jest szczególnie ważna zaś dla drapieżników. Długie szczęki, czy generalnie długi pysk, są ewolucyjnie faworyzowane w środowisku wodnym, ponieważ za ich sprawą dużo łatwiej jest chwycić swoje ofiary: ryby, kałamarnice, morskie gady, morskie ssaki.

Równie ważną adaptacją do życia w środowisku wodnym jest znakomity wzrok. Zdaniem paleobiologa Daniel Tyborowskiego to właśnie odpowiednio wyostrzony i dobrze wykształcony zmysł wzroku  jest kluczową adaptacją potrzebną zwierzętom lądowym do zaadaptowania się do warunków wodnych.

Kończyny przekształcone w płetwy są oczywistą kluczową cechą fizyczną potrzebną do życia w morzach, oceanach, rzekach, jeziorach – w końcu w przypadku łap z palcami efektywne i odpowiednio zwinne pływanie nie jest możliwe. Dlatego tak ważne dla zwierząt lądowych adaptujących się do życia w morskich wodach tak kluczowe było wykształcenie się wiosłowatych płetw.

Żyworodność – kluczowa adaptacja do morskiego panowania

Oprócz tych wymienionych czterech adaptacji dochodzi jeszcze jedna kluczowa zdolność, którą zwierzęta lądowe powracające do wody muszą osiągnąć, aby mieć możliwość swobodnego rozwoju. Jest nią mianowicie żyworodność.

„Jeżeli chcemy całe życie spędzać w wodzie to najlepiej gdybyśmy byli żyworodni. Jeżeli mówimy o ssakach, to sprawa tu jest prosta, bo ssaki również na lądzie są żyworodne, więc kiedy ssaki się przystosowywały do życia w morzach, to nie miały w zasadzie tego problemu z rozmnażaniem. Natomiast jak wiadomo gady są generalnie jajorodne. A zatem na przykład taki żółw morski pomimo tego, że żyje w morzu, to musi raz na jakiś czas wyjść na plażę, żeby złożyć w piasku jaja” – wyjaśnił Daniel Tyborowski.

W przypadku jajorodnych zwierząt morskich takich jak żółwie regularna konieczność wychodzie na ląd, aby złożyć na suchych plażach jaja, narzuca pewne poważne ograniczenia. Najpoważniejszym takim ograniczeniem będzie rozmiar. Jajorodne wodne zwierzęta, które ponownie zaadaptowały się do życia w morzach, nie będą mogły osiągać rozmiarów płetwali błękitnych, czy mniejszych, acz wciąż wielkich kaszalotów.

To by się po prostu nie udało. Największe dziś żyjące żółwie morskie osiągają maksymalny możliwy rozmiar, jeżeli chodzi o rozmiar tych zwierząt, które mogą żyć w wodzie i jednocześnie wychodzić na brzeg. Gdyby żółwie morskie były większe niż ten największy dziś żyjący żółw morski, jakim jest żółw skórzasty, to najpewniej na ląd już by nie mogły wychodzić.

Ekspert przechodząc do dalszej, głównej części wykładu o historii ewolucji gadów, podkreślił, że właśnie z powodu tak kluczowego znaczenia żyworodności dla adaptacji do życia w środowisku wodnym, to u morskich gadów z mezozoiku wykształciła się ta zdolność.

Przykładowo skamieniałości ichtiozaurów z czasów jury, które zostały odkryte w kamieniołomach wapienia w Niemczech (Holzmaden), zawierają skamieniałe samice tych zwierząt, które zmarły podczas.

Przykładem tego są skamieniałe ichtiozaury z czasów jury, które zostały odkryte w kamieniołomie wapienia w Holzmaden w Niemczech. Pośród odkrytych tam skamielin tych morskich gadów znajdują się samice ichtiozaurów, które skamieniały w momencie nieudanego wydawania swojego żyworodnego potomstwa na świat. Wewnątrz ciał samic ichtiozaurów z Holzmaden paleontolodzy odkryli liczne szkielety zarodków.

Marcin Jarzębski