Hyönteissiiven evoluutio ratkeamassa

http://pharyngula.org/index/weblog/comments/flap_those_gills_and_fly/P25/#c46024

Ja tutkija Jim Marsden itse vastasi Pharyngulan PZ Miersille kommenttina (MrKATn karkea suomennos):

"Minua imartelee että työni koskikorennon[stonefly, Plecoptera] lennosta
on tullut tähän keskusteluun. Yksi juttu joka kannattaa lisätä tänne on, että kidukset-siiviksi -siirtymä vaatisi samanaikaisen muutoksen kaasun vaihdossa, koska hienostuneelle siivelle on epätodennäköistä olla tehokas kidus ja fysiikka ja fysiologia kaasujen vaihdolle ovat hyvin erilaiset vedellisessä versus maaympäristössä. Tutkimukseni osoittaa, että modernit koskikorennot ovat saattaneet säilyttää lennon välimuotoja, jotka ovat saaneet alkunsa evolutionaarisesta muutoksesta kiduksista siiviksi ja siksi ehkä ovat säilyttäneet muita piirteitä liittyen siirtymän kaasujen vaihdon fysiologiaan. Tämä ajatussuunta johti minut ehdottamaan Thorsten Burmesterille, niveljalkaisten [arthropod] kaasujen vaihdon asiantuntijalle, että hänen tulisi tarkistaa josko koskikorennoilla on hemosyaniinia[hemocyanin] veressään. Tämä oli melko kaukaa haettu idea, koska veripohjainen kaasujen vaihto on mitä muut niveljalkaiset käyttää (vedellisissä muodoissakin) mutta ajateltiin puuttuvan kokonaan hyönteisiltä, jotka johtavat ilmaa suoraan kudoksiin ilmaputkilla[via tracheae]. Burmester havaitsi että koskikorennoilla todellakin on hemosyaniinia veressään. (Proceedings of the National Academy of Sciences 101:871-874) joka palautuvasti sitoo happea, ja näyttää ettei mikään muu [pterygote] hyönteiset omaa tätä piirrettä.
Yhteenvetona, kehityksellistä evidenssiä, jonka olet esittänyt kiduksista-siiviksi välimuodoilla, tukee sekä joukko mekaanisia siiven muotojen välimuotoja koskikorennoilla että molekylaarinen todiste että samanaikainen siirtymä tapahtui kaasujen vaihtojen fysiologiassa. "

"#46024: Jim — 10/29 at 01:43 PM
I’m tickled to see that my work on stonefly flight has come up in this discussion. One thing that is worth adding here is that a gills-to-wings transition would require a simultaneous change in gas exchange, since a sophisticated wing is unlikely to also be an effective gill, and the physics and physiology of gas exchange are very different in an aquatic versus a terrestrial environment. My research shows that modern stoneflies may have retained intermediate forms of flight that date back to an evolutionary transition from gills to wings, and therefore perhaps they have retained other traits related to a transition in gas exchange physiology. This line of thinking led me to suggest to Thorsten Burmester, an expert on arthropod gas exchange proteins, that he should check to see if stoneflies have hemocyanin in their blood. This was a pretty far out idea, since blood-based gas exchange is what other arthropods use (including aquatic ones) but was previously thought to be completely absent in insects, which deliver air directly to their tissues via tracheae. Burmester found that stoneflies do indeed have hemocyanin in their blood (Proceedings of the National Academy of Sciences 101: 871-874) that reversibly binds oxygen, and it appears that no other pterygote insects possess this trait. In summary, the developmental evidence that you have presented for a gills-to-wings transition is supported by both a set of mechanically intermediate forms of winged locomotion in stoneflies and molecular evidence that a simultaneous transition occurred in gas exchange physiology. "