Nasze kości nie zaczęły się głęboko wewnątrz ciała. Zaczęły się w skórze, niedługo po tym, jak pierwsze złożone zwierzęta przybrały kształt – bo po co robić rzeczy prosto, skoro można je robić dziwnie?

Od tamtej pory kości skórne pozostają powracającym motywem w ewolucji, pojawiając się u żółwi, krokodyli, jaszczurek, węży, a nawet dinozaurów. Mimo to wciąż wiemy o nich zaskakująco mało. Dlaczego ciągle się pojawiają? Czy istniał jeden wspólny przodek z kośćmi skórnymi, który dał im początek?

W nowym badaniu opublikowanym w „Biological Journal of the Linnean Society” naukowcy połączyli dowody kopalne z nowoczesnymi narzędziami obliczeniowymi, aby zrekonstruować 320 milionów lat ewolucji kości skórnych gadów. To, co odkryli, kończy wielowiekową debatę: kości skórne rzeczywiście wyewoluowały niezależnie w wielu liniach jaszczurek. W trakcie prześledzili też unikalny ewolucyjny powrót w jednej z ich najbardziej ikonicznych grup – waranów.

Najstarsze kości skórne w zapisie kopalnym mogą pochodzić sprzed 475 milionów lat, kiedy niektóre z najwcześniejszych kręgowców wyewoluowały wyszukany kostny egzoszkielet. Wydaje się to sprzeczne z intuicją, skoro kręgowce są dosłownie definiowane przez posiadanie kręgosłupa, ale ich kostny szkielet wewnętrzny wyewoluował dopiero 50 milionów lat później. Priorytety, najwyraźniej.

W całej historii ewolucji zdolność skóry do tworzenia tkanki kostnej pojawiała się wielokrotnie – na przykład łuski ryb czy osteodermy, kości skórne zwierząt lądowych. Po opuszczeniu wody osteodermy mogły pomóc zwierzętom przystosować się do życia na lądzie. Poza tym obraz staje się mniej jasny. Osteodermy zniknęły w większości linii, ale ciągle się pojawiały, zwłaszcza u gadów.

Aby zrozumieć, jak do tego doszło, naukowcy złożyli skomplikowaną ewolucyjną układankę, jakby przybyli na miejsce napadu na bank długo po zdarzeniu. Ich świadkami było 643 żyjących i wymarłych gatunków, każdy oferujący unikalną perspektywę. Prowadzili śledztwo, aż historie zaczęły się zbiegać.

Odkryli, że większość jaszczurek po raz pierwszy wyewoluowała osteodermy w późnej jurze i wczesnej kredzie, ponad 100 milionów lat temu, kiedy po Ziemi stąpały dinozaury takie jak brachiozaur, allozaur i stegozaur. Pancerz mógł pomóc jaszczurkom przetrwać drapieżniki, radzić sobie w trudnych środowiskach lub przenieść się do nowych siedlisk. Po tych wczesnych wybuchach tempo zwolniło, a większość grup trzymała się swoich kości skórnych od tamtej pory.

Przodkowie waranów – znanych w Australii jako goanny – całkowicie utracili osteodermy, prawdopodobnie dlatego, że ich aktywny tryb życia i wydajne ciała działały lepiej bez dodatkowego ciężaru. Ale kiedy ich potomkowie dotarli do Australii około 20 milionów lat temu, wydarzyło się coś niezwykłego: odrosły im. Naukowcy wskazują ten powtórny rozwój na okres miocenu, kiedy klimat Australii stawał się coraz bardziej suchy. Kości skórne mogły pomóc zmniejszyć utratę wody i zapewnić ochronę na otwartych, suchych terenach.

Uderzające jest to, że goanny są jedyną znaną linią jaszczurek, która odzyskała osteodermy po ich utracie. Podważa to prawo Dollo, które głosi, że gdy złożona cecha zniknie, nie może ponownie wyewoluować. Na początku XX wieku naukowcy zakładali, że jaszczurki odziedziczyły osteodermy po wspólnym przodku. Później ten pogląd ustąpił miejsca idei, że te płyty kostne wyewoluowały niezależnie w wybranych grupach. Następowały debaty na temat mechanizmów ewolucyjnych, ale wyprzedzały one zakotwiczenie pochodzenia osteodermów w jasnej osi czasu.

To badanie dostarcza tego fundamentu – opublikowane w tym samym czasopiśmie, w którym Karol Darwin po raz pierwszy podzielił się swoimi przełomowymi pomysłami. Dowody kopalne pomogły rozwiązać długotrwałe pytanie, ale nowoczesne obliczenia umożliwiły zawężenie tysięcy scenariuszy ewolucyjnych do jednej, spójnej historii. Dowody są jasne: osteodermy wyewoluowały wielokrotnie, niezależnie, w różnych liniach jaszczurek przez setki milionów lat.

Wśród jaszczurek goanny wyróżniają się jako jedyna znana linia, która utraciła ten pancerz, tylko po to, by go odzyskać.