Сердце возрастом 380 миллионов лет проливает свет на историю эволюции

Исследователи обнаружили сердце возрастом 380 миллионов лет — самое старое из когда-либо найденных — наряду с отдельными окаменелыми желудком, кишечником и печенью у древней челюстной рыбы, проливая новый свет на эволюцию наших собственных тел.

Новое исследование, опубликованное сегодня в журнале Science, показало, что положение органов в теле артродиров — вымершего класса панцирных рыб, которые процветали в девонский период с 419,2 миллиона лет назад до 358,9 миллиона лет назад, — похоже на положение органов современной акулы. Это предлагает ученым жизненно важные новые эволюционные ключи.

Ведущий исследователь, Джон Кертин, почетный профессор Кейт Тринайстик из Школы молекулярных наук и наук о жизни Кертина и Музея Западной Австралии, сказали, что открытие было замечательным, учитывая, что мягкие ткани древних видов редко сохранялись, а еще реже можно было найти трехмерное сохранение.

«Как палеонтолог, изучающий окаменелости более 20 лет, я был искренне поражен, обнаружив прекрасно сохранившееся трехмерное сердце у предка, которому 380 миллионов лет», — говорит профессор Тринайстик.

«Эволюцию часто представляют как серию маленьких шагов, но эти древние окаменелости предполагают, что между бесчелюстными и челюстными позвоночными был большой скачок. Сердце этих рыб буквально находится во рту и под жабрами — прямо как у современных акул».

В этом исследовании представлена первая 3D-модель сложного S-образного сердца в артродире, состоящем из двух камер, причем меньшая камера находится сверху.

Профессор Тринаджстик сказал, что эти черты были развиты у таких ранних позвоночных, предлагая уникальное окно в то, как область головы и шеи начала меняться, чтобы приспособиться к челюстям, что является критическим этапом в эволюции наших собственных тел.

«Впервые мы можем увидеть все органы вместе у примитивной челюстной рыбы, и мы были особенно удивлены, узнав, что они не так уж сильно отличались от нас», — сказала профессор Тринайстик.

«Тем не менее, было одно важное отличие — печень была большой и позволяла рыбе оставаться на плаву, как сегодняшним акулам. Никаких признаков легких ни у одной из исследованных нами вымерших панцирных рыб, что позволяет предположить, что они развились независимо у костистых рыб в более позднее время».

Заручившись помощью ученых из Австралийской организации ядерной науки и технологий в Сиднее и Европейского центра синхротронного излучения во Франции, исследователи использовали пучки нейтронов и синхротронное рентгеновское излучение для сканирования образцов, все еще находящихся в известняковых конкрециях, и построили трехмерные изображения мягких тканей внутри них на основе различной плотности минералов, отложенных бактериями, и окружающей породы.

Это новое открытие минерализованных органов, в дополнение к предыдущим находкам мышц и эмбрионов, делает членистоногих Гого наиболее изученными из всех челюстно-стволовых позвоночных и проясняет эволюционный переход по линии к живым челюстным позвоночным, включая млекопитающих и человека.

Ученые отмечают, что новые открытия мягких органов у этих древних рыб являются предметом мечтаний палеонтологов, поскольку, без сомнения, эти окаменелости лучше всего сохранились в мире для этой эпохи. Они показывают ценность окаменелостей для понимания больших шагов в далекой эволюции и дают возможность совершать новые мировые открытия.