Fra vann til land og tilbake igjen: Vitenskapen bak Pixars 'Luca'
>Luca , den siste filmen fra Disney-Pixar , er en historie om å være annerledes, passe inn og funnet familie. Den titulære karakteren, Luca Paguro, er et sjømonster med evnen til å forme seg til menneskelig form når det er på tørt land.
Ved hjelp av nye venner Alberto og Giulia legger han ut på et forsøk på å vinne et lokalt løp for å tjene nok penger til å kjøpe en Vespa og se verden. Temaene til Luca er altfor virkelige: Frykten for ikke å bli akseptert og finne deg selv i løpet av de sårbare første årene. Men disse temaene er plassert i en fantastisk versjon av vår verden, en bebodd av et samfunn av levende sjømonstre like under vannoverflaten.
Hva forteller Lucas biologi oss om hvilken type skapning han er, og er det noen lignende virkelige dyr?
FRA SJØ TIL LAND OG TILBAKE IGJEN
Livets evne til å overgå fra vann til land og tilbake igjen er veletablert. Hvis du går langt nok tilbake i fossilrekorden, kom forfedrene til alle landboere fra havet, og noen ganger vil en art avgjøre at hele benet er en dårlig idé og dra tilbake til vannet.
I de første 1,5 milliarder leveårene på jorden var ting ganske enkelt. Encellet, prokaryotisk liv var alt som fantes (i hvert fall så langt vi kan fortelle). Så spiste en celle en annen, og i stedet for å fordøye den, startet de butikken sammen. Den mindre cellen ble mitokondrier. Denne prosessen gjentok seg over tid og lånte ut nye organeller til disse stadig mer komplekse cellene, og de delte seg til slutt i tre forskjellige linjer: forfedrene til alle planter, sopp og dyr.
Det vil ta omtrent en milliard år før det multicellulære livet utvikler seg. Når dette skjedde, gikk ting i overdrive, i hvert fall på geologiske tidsskalaer. De neste hundrevis av millioner av år var havene der festen er. Virvelløse dyr spredte seg og virveldyr kom inn på scenen.
den mørke profetien, prøvelsene til Apollo bok 2
Det er bevis på at gamle leddyr som edderkopper, tusenbein og skorpioner kravlet over tørt land for omtrent 500 millioner år siden , i god tid før våre mer direkte forfedre. Evolusjonens vei beveger seg selvfølgelig ikke i en rett linje, men når vi ser tilbake på fossilrekorden, kan vi takke dyr som Tiktaalik for å ha flyttet virveldyr til land for omtrent 375 millioner år siden .
Tiktaalik viser en kombinasjon av egenskaper som vanligvis er konsistente med både fisk og landdyr. Den var skjellete og hadde finner, men den hadde også en flat hodeskalle med øynene over og forbenene bemerkelsesverdig lik moderne landdyr. Det var kort sagt akkurat den typen dyr som trengs for å flytte oss ut av vannet.
Pirates of the Caribbean dead man's chest anmeldelse
I en fantastisk omveltning av formuer er det imidlertid ikke slutten på historien. Litt mer enn 300 millioner år senere levde pattedyrsetterkommere av Tiktaalik fortsatt sine liv ved grensen mellom land og vann.
Kreditt: Jack Taylor/Getty Images
Pakicetus var en amfibisk hvaler som levde for 56 til 41 millioner år siden. Se for deg noe som en ulv som bor ved kysten, jakter på småvilt og fisk. Pakicetus ble oppdaget i 1983 og gjenspeiler Tiktaalik på noen måter kroppen til et landdyr og et hode som ligner på moderne hval . Over tid flyttet etterkommerne til Pakicetus dypere i vannet. Forbenene deres vendte tilbake til noe som mer lignet svømmeføtter. Neseborene vandret oppover hodet til de til slutt ville havne på ryggen som blåsehull.
Naturen er fylt med eksempler på dyr som går over fra vann til land eller omvendt. Det er bare det som tar generasjoner, i stedet for å forekomme i enkeltpersoner. Imidlertid er det noen dyr som eksisterer i utkantene i dag, og som kan eksistere i begge verdener som omstendighetene krever.
AV TO VERDEN - FRISKER, TOADS, MUDSKIPPERS OG LUNGFISH
Amfibier - frosker, padder og salamandere, bare for å nevne noen - er de mest lett synlige av moderne dyr som strekker seg over grensen mellom vann og tørt land. Hos frosker og padder blir tadpoles født helt i vann. Ungdyr har gjeller og lange historier, samt spesialiserte munn og tarm, utstyrt for å konsumere og fordøye stort sett vegetasjon.
Overgangen til land skjer relativt raskt, og noen deler skjer i løpet av et døgn. Konsentrasjoner av tyroksin stimulerer metamorfose mens prolaktin teller den. Konsentrasjonene av hvert av disse hormonene bestemmer når og hvordan metamorfose oppstår.
Gjellene absorberes og erstattes med lunger. Kjeven og fordøyelsessystemet er omstrukturert til det nye, kjøttetende kostholdet. Lemmer utvikler seg inne i kroppen og bryter gjennom overflatehuden senere. Til slutt er halen tapt, og frosken kommer opp på land. På dette tidspunktet har nesten hele kroppen endret seg siden øyeblikket tadpole klekket.
Den voksne formen til frosken er nesten ikke til å kjenne igjen fra ungdommens haletoppetilstand, og i motsetning til Luca er det ingen vei tilbake. Denne endringen er en enveisbillett til land.
engel nummer 606
Noen fisk har imidlertid et hjørne på begge markedene, og har tilpasset seg livet både i vannet og på land etter behov.
Kreditt: Bildagentur-online/Universal Images Group via Getty Images
Mudskippers er gobies som kommer fra Indo-Stillehavet, og de tilbringer mesteparten av livet over vann. Når tidevannet trekker seg, kommer disse fiskene til mudderflater hvor de bruker spesialtilpassede finner for å trekke seg langs bakken. Øynene deres, som Tiktaaliks øyne, ligger på toppen av hodet, og gir dem bedre synlighet på land.
De har løste pusteproblemet ved å fange luft i gjellene og ved å absorbere oksygen gjennom huden. Dette er en taktikk som brukes av mange fisk i land. Noen arter har blodkar bare en mikron under huden , som gir enkel gassutveksling uten behov for gjeller eller lunger.
Når det gjelder tilpasning til overflaten, fullfører den afrikanske lungfisken en av de mest imponerende transformasjonene. Lungfisk har gjeller, men tar også oksygen direkte fra luften via lungene og stiger opp til overflaten omtrent hvert 30. minutt for et pust.
De bruker en del av hvert år på å leve som de fleste fisk, helt under vann. Men når den tørre årstiden kommer og vannet trekker seg tilbake, befinner lungefisk seg i raskt tørkende gjørme. De graver seg under overflaten og skiller ut slim for å lage en slags kokong rundt seg selv. Slimet stivner, opprettholder fuktighet mens luft slippes ut. Lungfisk faller deretter i en slags dvalemodus mens de venter på at vannet skal komme tilbake. Noen ganger venter de i årevis .
Det er ingenting biologisk som forhindrer et dyr som Luca i å dukke opp på land eller til og med endre kroppen for å overleve bedre i sitt nye miljø. Men det er usannsynlig at de vil vinne noen sykkelritt.