Ни для кого не секрет, что предками наземных животных принято считать рыб. Кистеперые — древняя группа, на сегодняшний день, к сожалению, уже малочисленная, представляется идеальным кандидатом на эту роль. Но из рыбы не может в один миг получиться земноводное, например саламандра. Нужна переходная форма — своего рода «ни рыба ни мясо», а лучше, если не одна.
В погоне за предком
Кистеперые рыбы признаны палеонтологами наиболее близкой группой к четвероногим животным. В настоящее время встретить кистеперых довольно сложно: представителей осталось мало и обитают они преимущественно в теплых тропических водах. Интересны они, в первую очередь, тем, что обладают целым рядом черт, которые не свойственны другим рыбам, но есть у менее эволюционно древней группы четвероногих, к которой относятся земноводные, рептилии, птицы и млекопитающие. Во-первых, строение их плавников сильно отличается от всех других рыб: они имеют вид широкой лопасти и обладают хорошо развитой мускулатурой, что, вероятно, позволяло некоторым представителям перемещаться с их помощью по дну водоемов. Кроме того, эта группа, помимо жабр, для дыхания использовала плавательный пузырь, который можно сравнить с легкими. Итак, вероятный предок найден. Но множественные архаичные «рыбьи» черты не позволяют всего за один шаг перейти от кистеперых к земноводным — наиболее близкой к рыбам группе четвероногих. В связи с этим ученые на протяжении многих лет пытались найти «промежуточные ступени» — переходные формы.
Как и где найти переходную форму?
К началу XXI века палеонтологи довольно точно смогли датировать возраст самых разных горных пород и остатков древних организмов, встречающихся в них. Принцип довольно прост — более древние породы залегают глубже, чем молодые. Соответственно, в них можно найти окаменелости тех организмов, которые существовали на Земле в более ранние периоды. Так, если проводить раскопки в породах возрастом 385 миллионов лет, можно встретить множество остатков рыб, но ни одного наземного позвоночного обнаружить не удастся. Если же исследовать породы, которым приблизительно 360 миллионов лет, не составит труда найти амфибий и рептилий. Из этого следует, что промежуточную форму между рыбами и четвероногими нужно искать в промежутке 380-360 миллионов лет назад.
В 2004 году американские палеонтологи Эдвард Дешлер, Нил Шубин и Фариш Дженкинс проводили раскопки на острове Элсмир, расположенном на территории Нунавут в северной Канаде. Именно там исследователям удалось обнаружить окаменелости трех удивительных скелетов, которые в целом соответствовали скелетам крупных кистеперых рыб (длиной более двух метров), но имели плавники, более похожие по строению на конечности четвероногих. Предполагаемый возраст находок — 375 миллионов лет — отлично вписывается в период существования «недостающего звена» между рыбами и амфибиями. Имя животному — тиктаалик (Tiktaalik roseae) — дали эскимосы. Нил Шубин — один из первооткрывателей удивительной рыбы — в 2006 году, после подробного изучения и описания окаменелостей, послал Совету старейшин племени, проживающего на территории Нунавут, просьбу выбрать название. Совет предложил два варианта: Siksagiaq и Tiktaalik. Было выбрано второе, в переводе с местного диалекта обозначавшее «налим».
Реконструкция скелета тиктаалика. Daeschler et al. Nature, 2006.
Зачем рыбе руки?
Пожалуй, главная черта тиктаалика, на которую в первую очередь обратили внимание ученые — это строение плавников. Плавники этого животного имеют все кости, соответствующие костям в передних конечностях и их поясах (элементах крепления к осевому скелету) четвероногих животных, — запястье, предплечье, плечо и лопатку. Однако пальцев у тиктаалика еще не было, вместо них имелись простые лучи, подобные скелету плавников обычных рыб. Кроме того, конечности обладали хорошо развитой мускулатурой и могли сгибаться, подобно человеческому запястью, что позволяло животному перемещаться по твердой поверхности и выходить на сушу. Наземно-воздушная среда не такая плотная, как водная, поэтому телу животных, обитающих или даже иногда выползающих на сушу, необходима дополнительная поддержка. У тиктаалика для этого служила уплощенная грудная клетка с ребрами. Эти элементы скелета еще и облегчали дыхание с помощью легких при выходе на сушу.
Кроме того, от рыб тиктаалика отличало строение черепа. Он имел уплощенную форму и напоминал череп крокодила. Утрата костей жаберной крышки, характерной для костных рыб, значительно увеличила подвижность черепа и позволила животному поворачивать голову. Вероятно, это помогало при охоте на суше и мелководье. Предположения об образе жизни и среде обитания тиктаалика ученые смогли сделать на основании того, что его окаменелости были обнаружены в отложениях извилистой системы ручьев.
А нет ли ошибки?
Казалось бы, все факты свидетельствуют в пользу того, что тиктаалик — предок современных четвероногих животных. Однако ученые не склонны делать поспешные выводы. Многочисленные палеонтологические находки показывают, что черты четвероногих существовали в том или ином виде у различных рыб, не являющихся друг для друга прямыми родственниками, но у тиктаалика их оказалось больше всего. Возможно, эти эволюционные приобретения появились параллельно в различных группах, что ставит под вопрос непосредственную связь амфибий с тиктааликом.
Следы четвероногих возрастом 400 миллионов лет и реконструкция ходьбы предполагаемого животного. Niedźwiedzki et al. Nature, 2010.
Еще одним поводом для размышлений стали палеонтологические находки 2010 года. Тогда группа шведских и польских палеонтологов сообщила о том, что обнаружила полноценные следы древних четвероногих позвоночных на территории Польши возрастом 400 миллионов лет. Для сравнения, вспомним, что возраст тиктаалика составляет всего 375 миллионов лет, при этом он все-таки имел плавники и лишь ненадолго мог выбираться на сушу. А теперь оказывается, что полностью сформировавшиеся четвероногие могли существовать на десятки миллионов лет раньше! Эта новость вызвала оживленные дискуссии в научных кругах, и к консенсусу палеонтологи не пришли до сих пор. Но, предположим, что все-таки специалисты придут к единому мнению и согласятся с предложенной в 2010 году датировкой. Изменит ли это положение тиктаалика в качестве переходной формы? Вероятно, нет. Это животное по-прежнему будет сочетать в себе признаки рыб и четвероногих, только лишь утвердится представление о том, что наземные животные имели параллельно несколько предков, которые с разной успешностью продолжили (или нет) свои эволюционные линии.
Подписывайтесь на InScience.News в социальных сетях: ВКонтакте, Telegram, Одноклассники.
