האבולוציה של הגפיים נחשבה כמי שפתחה עולם חדש שלם של אפשרויות עבור הטטרפודים ולפיכך החליטו החוקרים לבחון עד כמה משמעותי היה המעבר האבולוציוני מהדגים לטטרפודים באמצעות ניתוח מגוון שלדים המכילים סנפירים או רגליים מתקופות עתיקות ולהשוות את המגוון האנטומי בתוך כל קבוצה
מחקר חדש מגלה כי הגפיים של החולייתנים הראשונים שהלכו על ארבע התפתחו לפני 360 מיליון שנה, באמצעות שינוי מבני קל מאוד בסנפירים של קרוביהם החיים בים. הממצא החדש הפך על פניה את התיאוריה ארוכת השנים לפיהם מקור רגלי החולייתנים בעלי הרגליים (טטרפודים) הניע גידול בגיוון האנטומי של השלד שלהם.
את המחקר הוביל ד"ר מרסלו רוטה מביה"ס למדעי החיים באוניברסיטת לינקולין ופרופ' מתיו ויליס ממרכז מילנר לאבולוציה באוניברסיטת בת' בבריטניה. החוקרים גילו כי הדגים והטטרפודים הראשונים היו ברמת התפתחות דומה של הגיוון האנטומי בתוך הסנפירים והרגליים, למרות העובדה כי השלדים שלהם נוצרו בדרכים שונות.
המחקר שהתפרסם בכתב העת Palaeontology קורא תיגר על כמה הנחות אודות האבולוציה. באופן כללי צפוי שכאשר יצורים מפתחים תכונה חדשה – תהליך המכונה "המצאת מפתח" שמאפשרת להם לנצל סביבה חדשה, קצב האבולוציה והגיוון יעלו. זה מה שמעריכים שהתרחש כאשר העופות התפתחו מהדינוזאורים, ובמקרה המוכר ביותר – המעבר מדגים בעלי זימים לטטרפודים בעלי רגליים.
האבולוציה של הגפיים נחשבה כמי שפתחה עולם חדש שלם של אפשרויות עבור הטטרפודים ולפיכך החליטו החוקרים לבחון עד כמה משמעותי היה המעבר האבולוציוני מהדגים לטטרפודים באמצעות ניתוח מגוון שלדים המכילים סנפירים או רגליים מתקופות עתיקות.
ד"ר רוטה אמר: "העבודה שלנו בדקה כמה מהר חוליות הרגליים הראשונות פרצו החוצה והתפתחו למבני שלד חדשים. אנו יכולים לצפות כי הטטרפודים המוקדמים פיתחו גפיים שהיו יותר מורכבים ומגוונים מאשר הסנפירים שהיו לאבותיהם. למרות זאת ההבדל במגוון התכונות בין הסנפירים ובין הרגליים של בעלי החוליות היבשתיים שהתפתחו מהדגים אינו שונה משמעותית.
עד כה חשדו המדענים כי תפקידים ביומכאניים שביצעו הסנפירים אחראים לשינוי, על אף שאבות אלה חיו אך ורק במים.
פרופ 'מתיו וילס מסביר: "בדרך כלל כאשר אורגניזמים פיתחו תכונות המאפשרות להם ליישב סביבות חדשות מן היסוד, כגון המעבר מהים ליבשה, הדבר אמור לעורר גיוון אבולוציוני מהיר. המחקר שלנו אתגר הנחה זו והראה כי לפחות במקרה של האבולוציה של הטטרפודים המוקדמים, חידושים מרכזיים אלה לא הובילו במהירות למגוון אנטומי."
"ראשית, התפתחו הרגליים למלא פונקציות חדשות משום שהן צריכות לשאת את משקל הגוף ולאפשר לחיה ללכת. אולי בדרישות הכפולות הללו הגבילו את מספר הדרכים שבו הרגליים הראשונות האלה יכלו לתפקד ולהתפתח, ובכך הגבילו את המגוון של השתנותם."
לסיכום אומר ד"ר רוטה: "למחקר זה השלכות מרחיקות לכת על ניתוח מערכות ביולוגיות בעבר ובהווה. השאלה היא האם הטטרפודים הראשונים התנהגו אחרת מיצורים אחרים. אם כך, זה אפילו מרתק ומאתגר יותר. סביר יותר שנצטרך לעדכן את התפיסה שלנו לגבי הצלחה אבולוציונית כי במקרים מסוימים עד שהחידושים המרכזיים יתגוונו לקח הרבה מיליוני שנים.