'Рыбаподы' раскрывают происхождение структур головы и шеи первых наземных животных
Новые детали строения Tiktaalik roseae — промежуточного ископаемого между рыбами и первыми животными, вышедшими на сушу 375 миллионов лет назад — показывают, как произошло это ключевое эволюционное событие. Исследование, опубликованное в Nature, даёт детальное представление о внутреннем черепе Tiktaalik roseae и выявляет важный промежуточный этап в преобразовании черепа, сопровождавшем переход наших далёких предков к жизни на суше.
Хищник длиной до девяти футов с острыми зубами, крокодилоподобной головой и уплощённым телом, Tiktaalik своей анатомией и образом жизни занимает промежуточное положение между рыбами и наземными животными. Впервые описанный в 2006 году и быстро прозванный «рыбаподом», он имел рыбьи черты, такие как примитивная челюсть, плавники и чешуя, а также череп, шею, рёбра и части конечностей, сходные с таковыми у четвероногих (тетрапод).
Исходный отчёт 2006 года не описывал внутреннюю анатомию головы, так как эти части окаменелости были погребены в породе. В новом исследовании учёные описывают эту область и показывают, как у Tiktaalik формировались структуры, которые позволили бы ему опираться на твёрдый грунт и дышать воздухом.
«Раньше мы думали, что этот переход в строении шеи и черепа был быстрым событием, — сказал соавтор работы Нил Шубин из Чикагского университета и Филдовского музея, — во многом из-за нехватки информации о промежуточных животных. Tiktaalik аккуратно заполняет этот морфологический пробел. Он позволяет нам увидеть многие отдельные шаги и определить относительную последовательность этого сложного перехода».
«Новая подготовка нескольких образцов позволила в деталях изучить строение мозговой коробки, нёба и жаберных дуг Tiktaalik, — сказал ведущий автор исследования Джейсон Даунс. — Мы видим, что черепные особенности, которые ранее ассоциировались с наземными животными, изначально были адаптациями к жизни на мелководье».
«Наша работа показывает, что при этом переходе голова этих животных становилась более прочно построенной и, одновременно, более подвижной относительно тела», — отметил со-руководитель команды, открывшей Tiktaalik, Тед Дешлер. Эти изменения тесно связаны со сменой среды обитания.
Шея, впервые обнаруженная в палеонтологической летописи у Tiktaalik, была преимуществом в условиях, где тело относительно фиксировано, как на мелководье или суше, где тело поддерживается конечностями, опирающимися на субстрат.
Другим важным компонентом перехода стало постепенное уменьшение гиомандибулы — костного элемента, который у рыб координирует движения черепа при подводном питании и дыхании. При переходе к жизни на суше гиомандибула теряет эти функции, и кость становится доступной для будущей роли в слухе. У человека, как и у других млекопитающих, гиомандибула, или стремечко, — одна из крошечных косточек среднего уха. «Костная часть гиомандибулы Tiktaalik сильно уменьшена по сравнению с примитивным состоянием, что может указывать на то, что эти животные на мелководье уже начинали меньше полагаться на жаберное дыхание», — сказал Даунс.
Команда обнаружила Tiktaalik roseae на острове Элсмир в канадской территории Нунавут, в 600 милях к северу от Полярного круга. Хотя сейчас этот регион представляет собой суровую арктическую экосистему, во времена Tiktaalik эта территория находилась гораздо южнее и была субтропической пойменной экосистемой.