Окаменевшие следы рыб отодвигают миграцию животных на сушу на 10 млн лет назад

Фото из открытых источников

Около 400 миллионов лет назад позвоночные были ограничены морем; у рыб еще не развились конечности, приспособленные для хождения по суше.

В новом исследовании, опубликованном в журнале Scientific Reports, учёные сообщают о самых ранних известных ископаемых свидетельствах того, что рыбы пытались выйти за пределы водной среды. Если исследоывание окажется успешным, оно отодвинет дату первой миграции рыб из воды как минимум на 10 миллионов лет назад.

«Я сначала не хотел этому верить», — говорит Кристиан Клуг, палеонтолог из Цюрихского университета, которого убедили новые данные и личное посещение места раскопок. Эта работа «вдохновляет» и помогает продемонстрировать огромный исследовательский потенциал ископаемых остатков, говорит он.

Новые окаменелости были обнаружены во время раскопок в 2021 году в горах Святого Креста в Польше, примерно в 190 километрах к югу от Варшавы. От 410 до 393 миллионов лет назад эти горы были связующим звеном между сушей и морем, возможно, пляжем или береговой линией. В породе, содержащей древний песчаник из этой некогда морской среды, исследователи обнаружили более 240 окаменелых углублений, выбоин и борозд, которые, как они предполагают, остались от древних ползавших рыб.

По словам Пётра Шрека, палеонтолога Польского геологического института и ведущего автора исследования, эти окаменелые следы очень напоминают следы, оставленные современными двоякодышащими рыбами, передвигающимися по обнажённым берегам. Двоякодышащие рыбы тесно связаны с древнейшими предками всех четвероногих наземных животных – тетраподами. Помимо лёгких, через которые они дышат воздухом, у них также есть плавники, расположенные рядом с теми местами, где позже у наземных позвоночных разовьются конечности.

Чтобы передвигаться по суше, двоякодышащие рыбы вдавливают рот в подстилающий грунт и используют его как «рычаги», чтобы подтягиваться вверх и вперёд, корректируя направление движения хвостом и плавниками — это поведение, вероятно, унаследовано от их далёких предков. «Следы ползания могут образоваться только на суше или на очень мелководье, когда плавучесть теряется и у рыбы нет другого выбора, кроме как ползать», — говорит Шрек. «Это не хаотичные движения, состоящие из беспорядочных рывков».

В 2016 году Шрек и его коллеги сообщили об обнаружении похожих окаменелостей в горах Святого Креста, которые, по их мнению, принадлежали древней двоякодышащей рыбе, охотившейся на лягушек. Эти рыбы хватали насекомых прямо с поверхности или погружали пасть в мягкий песок, чтобы извлечь зарытую добычу, оставляя отчётливые следы, когда их челюсти вонзались в ил. В новом исследовании учёные обнаружили новые следы, которые содержали дополнительные подсказки об этих древних рыбах.

Чтобы лучше понять эти следы, Шрек и его коллеги отсканировали их с помощью портативного 3D-сканера и сравнили со следами, оставленными Protopterus annectens, современным видом западноафриканской двоякодышащей рыбы. Сканирование выявило множество ранее не наблюдавшихся отпечатков, оставленных этой рыбой, включая отпечатки хвоста, морды, плавников и туловища. Сравнительное исследование показало, что древние следы соответствуют отпечаткам, оставленным современными двоякодышащими рыбами.

Это исследование показывает, что двоякодышащие рыбы начали жизнь на суше задолго до рыб, которые впоследствии эволюционировали в четвероногих, объясняет Грегори Реталлак, палеонтолог из Орегонского университета, не принимавший участия в исследовании. «Мы не считаем, что двоякодышащие рыбы находятся на главной линии эволюции, ведущей к высшим позвоночным, — говорит он, — но эти данные подтверждают идею отбора, способствующего выходу на сушу, в другой линии эволюции на ранних этапах эволюции рыб».

Шрек и его коллеги даже обнаружили признаки того, что некоторые из этих древних двоякодышащих рыб могли быть «левшами». Из 240 изученных исследователями отпечатков 36 были оставлены двоякодышащими рыбами с наклонённой головой. Из них 35 были наклонены влево. «По нашему мнению, это не было случайностью, а представляло собой определённое предпочтение, которое может быть первым ископаемым свидетельством леворукости», — говорит Шрек.

Большинство четвероногих, включая Homo sapiens, врождённо склонны к преимущественному использованию правосторонних конечностей, а не левосторонних. Новые данные свидетельствуют о том, что первая «рукость» могла проявиться у левшей. «Гипотеза левосторонности — неожиданная идея, но почему бы и нет?» — говорит Клуг. «Как и у людей, наличие «более сильной» стороны тела для асимметричных действий имеет смысл».

Не все убеждены, что эти окаменелые следы принадлежат двоякодышащим рыбам. Некоторые, в частности, отмечают, что современные двоякодышащие рыбы, упомянутые в исследовании, значительно отличаются от тех, что жили более 400 миллионов лет назад, что затрудняет сравнение их следов.

Шрек говорит, что открыт для различных интерпретаций. Он отмечает, что изучение схожих ископаемых остатков в Китае и Австралии с использованием новейших методов может пролить больше света на их создателей.

В будущих исследованиях Шрек планирует более тщательно изучить окрестности окаменелых отпечатков, чтобы лучше понять условия их формирования. Здесь находятся окаменелые растения и другие останки, которые ещё предстоит изучить. Всё это может помочь идентифицировать оставившего следы человека и точнее определить, действительно ли мы видим настоящих рыб, выброшенных на берег.

«Даже если это не следы двоякодышащих рыб, — говорит Браунштейн, — поиск ранних записей передвижения наземных позвоночных — увлекательное занятие».