Ewolucja, wieczny bezcelowy majsterkowicz, spędziła miliony lat pomagając zwierzętom wypełznąć z oceanu na ląd. Ale jak przypomina nowe badanie Uniwersytetu Yale, podróż nie zawsze była jednokierunkowa: dziesiątki głównych grup ssaków i gadów ostatecznie stwierdziły „właściwie woda była w porządku” i wróciły, rozwijając płetwy i inne przystosowania wodne po drodze. Wyniki opublikowano w Current Biology, przypuszczalnie dlatego, że Nature miała już zajęte terminy.

„Te wtórnie wodne grupy przystosowały się w uderzająco podobny sposób do swojego nowego wodnego domu – ewoluując płetwy i zestaw innych cech, które czyniły je lepszymi pływakami” – powiedział główny autor Caleb Gordon, który w tym roku ukończył doktorat na Yale Graduate School of Arts and Sciences (GSAS) i jest obecnie badaczem podoktorskim w Florida Museum of Natural History. „W rezultacie stały się podręcznikowymi przykładami konwergencji ewolucyjnej, która może nam wiele powiedzieć o procesach napędzających i ograniczających zmiany adaptacyjne w odpowiedzi na podobne bodźce środowiskowe”. Innymi słowy, kiedy środowisko podaje ci niszę, ewolucja poda ci płetwę. Wielokrotnie.

Aby zrekonstruować te ewolucyjne zwroty, badacze zbadali setki skamieniałości i współczesnych okazów przechowywanych w Yale Peabody Museum i dziesiątkach innych instytucji na całym świecie, gromadząc ponad 11 000 pomiarów, zdjęć i skanów CT. Połączyli tradycyjne techniki paleontologiczne z modelami uczenia maszynowego, które uwzględniają relacje ewolucyjne, i dodali podejście statystyczne pierwotnie stosowane przez siły morskie podczas II wojny światowej. Bo nic nie mówi „starożytny gad” tak jak powojenna wojskowa technika radarowa.

„Rekonstruowanie życia wymarłych form w naukowo rygorystyczny sposób, w przeciwieństwie do zwykłego opowiadania historii, jest precyzyjnym i delikatnym przedsięwzięciem” – powiedział Bhart-Anjan Bhullar, starszy autor badania i profesor nadzwyczajny nauk o Ziemi i planetarnych na Wydziale Sztuk i Nauk Yale (FAS) oraz kustosz nadzwyczajny paleontologii kręgowców i zoologii kręgowców w Peabody Museum. „Wymaga starannego splatania danych od współczesnych organizmów, których zrozumienie jest z konieczności znacznie głębsze, oraz wiedzy o genealogii tych żywych organizmów w stosunku do form kopalnych”. Dodał, że praca Gordona osiąga to wszystko i więcej, na ogromną skalę ewolucyjną – i bez uciekania się do paleontologicznego odpowiednika fan fiction.

Przez dziesięciolecia naukowcy nie zgadzali się co do tego, kiedy poszczególne grupy prehistorycznych zwierząt stały się w pełni przystosowane do życia pod wodą, głównie dlatego, że zapis kopalny często dostarcza niekompletnych lub sprzecznych wskazówek. Niektóre cechy szkieletu mogą wskazywać na wodny tryb życia, podczas gdy inne sugerują, że to samo zwierzę pozostało zdolne do poruszania się i żerowania na lądzie. Te sprzeczności pozostawiły badaczy w kropce, jak ujął to Gordon: „W takich przypadkach paleontolodzy często utknęli, ponieważ różne linie dowodów nie zgadzają się co do tego, jakie było starożytne zwierzę”. Jego rozwiązanie? Modele uczenia maszynowego wyszkolone na żywych zwierzętach, które mogą identyfikować związki między proporcjami szkieletu a znanym trybem życia i szacować, jak wymarłe gatunki wykorzystywały środowiska wodne – nawet przewidując przystosowania tkanek miękkich, w tym struktury pływackie, które rzadko przetrwają w skamieniałościach.

Najbardziej przyciągającym nagłówki odkryciem dotyczy Spinozaura, gigantycznego prehistorycznego dinozaura, którego związek z wodą wywołał sporo kontrowersji – przypuszczalnie dlatego, że paleontolodzy lubią dobrą kłótnię. Spinosaurus żył około 113 do 94 milionów lat temu w dzisiejszej północnej Afryce. Chociaż naukowcy generalnie zgadzają się, że był związany ze środowiskami wodnymi, dokładnie jak się poruszał, polował i spędzał czas, pozostaje przedmiotem debaty. Niektóre dowody wskazują na zwierzę, które często zanurzało się i ścigało zdobycz pod wodą, podobnie jak foki lub pingwiny. Inne odkrycia