500 miljoner års fiskutveckling

Jämfört med dinosaurier, mammuter och sabeltandkatter kanske fiskutvecklingen inte verkar så intressant - förrän du inser att om det inte vore för förhistorisk fisk, skulle dinosaurier, mammuter och sabeltandade katter aldrig ha existerade. De första ryggradsdjur på planeten, fisk tillhandahöll den grundläggande "kroppsplan" som sedan utarbetats av hundratals miljoner år av evolution: med andra ord, din mormors-mormors (multiplicera med en miljard) mormor var en liten, ödmjuk fisk av Devonian period. (Här är en galleri med förhistoriska fiskbilder och profiler och en lista över tio nyligen utrotade fiskar.)

Även om de flesta paleontologer inte skulle känna igen dem som sanna fiskar, dök de första fiskliknande varelserna som lämnade intryck på fossilposten under mitten Cambrian period för cirka 530 miljoner år sedan. De mest kända av dessa, Pikaia, såg mer ut som en mask än en fisk, men den hade fyra funktioner som är avgörande för senare utveckling av fisk (och ryggradsdjur): ett huvud som skiljer sig från svansen, bilateral symmetri (kroppens vänstra sida såg ut som höger sida), V-formade muskler, och viktigast av allt, en nervkabel som löper längs med dess kropp. Eftersom denna sladd inte var skyddad av ett rör med ben eller brosk, var Pikaia tekniskt ett "kordat" snarare än ett ryggradsdjur, men det låg fortfarande vid roten till ryggraden i ryggraden.

Två andra kambriska proto-fiskar var lite mer robusta än Pikaia. Haikouichthys av vissa experter - åtminstone de som inte är alltför bekymrade av dess brist på förkalkad ryggrad - är de de tidigaste käkelösa fiskarna, och denna tumlånga varelse hade rudimentära fenor som rann längs toppen och botten av dess kropp. Den liknande Myllokunmingia var något mindre långsträckt än antingen Pikaia eller Haikouichthys, och den hade också påsade gälar och (eventuellt) en skalle av brosk. (Andra fiskliknande varelser kan ha föregått dessa tre släkter med tiotals miljoner år; tyvärr har de inte lämnat några fossila rester.)

Under ordovicern och Silurian perioder - från 490 till 410 miljoner år sedan - dominerades världens hav, sjöar och floder av käkelösa fiskar, så kallade för att de saknade underkäftar (och därmed förmågan att konsumera stora byte). Du kan känna igen de flesta av dessa förhistoriska fiskar av "-aspis" (det grekiska ordet för "sköld") i den andra delen av deras namn, som antyder det andra huvudsakliga kännetecknet för dessa tidiga ryggradsdjur: deras huvuden var täckta av tuffa plattor av beniga rustning.

Den mest anmärkningsvärda käkelösa fisken i ordovicium period var Astraspis och Arandaspis, sex tum lång, storhuvud, finlös fisk som liknade jättestubbar. Båda dessa arter livnärde sig genom botnmatning i grunt vatten, sakta krulla långsamt över ytan och suga upp små djur och avfall från andra marina varelser. Deras siluriska ättlingar delade samma kroppsplan, med det viktiga tillägget av gaffelta svansfenor, vilket gav dem mer manövrerbarhet.

Om "-aspis" -fisken var de mest avancerade ryggradsdjur i sin tid, varför var huvuden täckta av skrymmande, icke-hydrodynamisk rustning? Svaret är att hundratals miljoner år sedan var ryggradsdjur långt ifrån de dominerande livsformerna i jordens hav, och dessa tidiga fiskar behövde ett sätt att försvara mot jätte "havsskorpioner" och andra stora leddjur.

I början av Devonperioden - för ungefär 420 miljoner år sedan - utvecklades förhistorisk fisk i två (eller tre, beroende på hur du räknar dem) riktningar. En utveckling, som avslutades ingenstans, var utseendet på de käftade fiskarna kända som placoderms ("pläterad hud"), det tidigaste identifierade exemplet är Entelognathus. Dessa var väsentligen större, mer varierade "-aspis" fiskar med riktiga käkar och den mest kända släkten var den 30 fot långa dunkleosteus, en av de största fiskarna som någonsin levt.

Kanske på grund av att de var så långsamma och besvärliga, försvann brädorna i slutet av Devonperioden, utklassade av två andra nyutvecklade familjer med käftad fisk: chondrichthyans (fisk med brosk skelett) och osteichthyider (fisk med beniga skelett). Chondrichthyans ingår förhistoriska hajar, som fortsatte att riva sin egen blodiga väg genom evolutionshistorien. Osteichthyans delades under tiden i ytterligare två grupper: aktinopterygianerna (strålfinnad fisk) och sarcopterygians (lob-finned fisk).

Ray-finned fisk, lob-finned fish, vem bryr sig? Det gör du: de lobfinnade fiskarna från Devons tid, såsom Panderichthys och Eusthenopteron, hade en karakteristisk fenstruktur som gjorde det möjligt för dem att utvecklas till den första tetrapoder - den ordspråkiga "fisk ur vattnet" förfäder till alla landlevande ryggradsdjur, inklusive människor. Den strålefinnade fisken stannade kvar i vattnet, men fortsatte att bli de mest framgångsrika ryggradsdjur av alla: idag finns det tiotusentals arter av strålfinnfisk, vilket gör dem till de mest varierande och många ryggradsdjur på planeten (bland de tidigaste strålfinnfiskarna var Saurichthys och Cheirolepis).

Ingen historia av fisk skulle vara fullständig utan att nämna den jätte "dino-fisken" av Triassic, Jurass och krita perioder (även om dessa fiskar inte var lika många som deras överdimensionerade dinosaurier kusiner). De mest kända av dessa jättar var Jurassic leedsichthys, som vissa rekonstruktioner sätter på 70 fot långa och krita Xiphactinus, som var "bara" cirka 20 fot lång men åtminstone hade en mer robust diet (annan fisk, jämfört med Leedsichthys 'diet av plankton och krill). Ett nytt tillägg är Bonnerichthys, ännu en stor, kritisk fisk med en liten, protozoan diet.

Tänk dock på att för varje "dino-fisk" som Leedsichthys finns det ett dussin mindre förhistoriska fiskar av lika intresse för paleontologer. Listan är nästan oändlig, men exempel inkluderar Dipterus (en forntida lungfisk), Enchodus (även känd som "saber-tandad sill"), den förhistoriska kaninfisken Ischyodus och den lilla men produktiva Knightia, som har gett så många fossiler att du kan köpa din egen för mindre än hundra dollar.