Рыбы вышли на сушу с поднятой головой
Ученые приоткрыли завесу тайны над тем, как происходил выход древних рыб на сушу. Оказалось, что для выхода на берег древним животным были необходимы не только руки и ноги, но и подвижная шея.
Неожиданное открытие преподнесли палеонтологам окаменелые останки странного существа Tiktaalik roseae, найденные в 2004 году на острове Элсмир в составе Канадского Арктического архипелага. Как после исследования посчитали ученые, окаменевшие останки этого существа заполнили эволюционный пробел между рыбами и первыми животными, вышедшими из воды на сушу приблизительно 375 млн лет назад. Согласно современным представлениям, первыми тетраподами (наземными четырехногими животными) были земноводные.
[v1]
Тело найденного в Канаде древнего животного покрывали костные пластинки, у него были примитивная челюсть, пальцы, а грудные плавники были очень похожи на передние лапы. Животное имело острые зубы, похожую на крокодилью пасть и уплощенное тело. Древняя рыба была описана в 2006 году, ученые сразу в шутку дали ей имя «рыбопод». В 2006 году ученые не смогли описать внутренне строение головы животного, так как необходимые части скелета еще не были найдены.
В последнем номере журнала The Nature американские ученые описали строение костей черепа и шеи найденного в Канаде существа. «Мы привыкли думать, что этот переход от шеи к черепу произошел довольно быстро. В основном это связано с тем, что у нас недоставало данных о переходных видах. Tiktaalik же точно заполняет этот морфологический пробел», -- пояснил руководитель проекта Нейл Шубин, кандидат наук из Чикагского университета.
«Череп, небо и жаберный скелет недавно были детально изучены при исследовании нескольких образцов. Поняв характер изменения этой части скелета, мы поняли, что особенности черепа, присущие наземных существам, изначально служили адаптацией для жизни в мелкой воде», -- добавил Джейсон Даунс из Академии естественных наук, автор последнего исследования.
Строение костей шеи животного обратило внимание ученых на то, что постепенный переход от водного к наземному образу жизни рыб требовал отнюдь не только эволюции конечностей. Стало ясно, что в ходе этой эволюции строение головы Tiktaalik становилось крепче и в то же время череп стал более подвижным относительно тела.
Эти изменения в строении тела были тесно связаны с изменением среды обитания.
Как известно, рыбы в отличие от земноводных и появившихся после них на Земле представителей более высокоразвитых классов существ, находясь в воде, могут двигаться в любом направлении и, например, охотясь, сохраняют ориентацию всего тела в направлении жертвы. Шея, наличие которой впервые было доказано в случае Tiktaalik, начинает играть важную роль в случае, когда животное ползает по мелководью или выходит на берег, где его тело поддерживают конечности, упирающиеся в поверхность.
Важным открытием для ученых стала наглядная эволюция черепной косточки hyomandibula. У всех четвероногих животных эта косточка мала и находится близко к слуховой косточке, передающей звуковые волны. У рыб эта косточка имеет большие размеры и отвечает за движения черепа во время дыхания и питания рыбы под водой. Вышедшим на сушу существам эта функция оказалась не нужна, и косточка стала помогать в функционировании слуха.
У человека, как и большинства млекопитающих, hyomandibula, или слуховая косточка, спрятана внутри среднего уха. «Часть этой кости у Tiktaalik значительно уменьшена по сравнению с первобытным состоянием, это может указывать на то, что эти животные в условиях мелководья все меньше использовали жаберное дыхание», -- пояснил Даунс.