Удивительные окаменелости переписывают историю о том, как животные покорили сушу

Фото из открытых источников

Набор прекрасно сохранившихся окаменелостей возрастом 300 миллионов лет предполагает, что ранние четвероногие позвоночные не проходили метаморфозу между ювенильной и взрослой стадиями, что бросает вызов традиционным представлениям об эволюции жизни на суше. Результаты нового исследования были опубликованы в журнале Science.

«Мы очень долго предполагали, что эти животные были в целом похожи на амфибий и что этот жизненный цикл должен был заполнить пробел между жизнью в воде и жизнью на суше», — говорит Джейсон Пардо из Музея естественной истории имени Филда в Чикаго.

Современные рептилии, птицы, млекопитающие и амфибии принадлежат к группе, называемой четвероногими, которые произошли от лопастепёрых рыб около 390 миллионов лет назад. Но о ранних стадиях развития этих предковых лопастепёрых рыб почти ничего не было известно, говорит Джон Лонг из Университета Флиндерса в Аделаиде, Австралия.

Пардо и его коллега Арьян Манн, также работающий в Полевом музее, исследовали коллекцию ископаемых, обнаруженных в период с 1960-х по 1990-е годы на месторождении ископаемых Мазон-Крик, к юго-западу от Чикаго. Сохранившиеся животные жили 307–309 миллионов лет назад, в каменноугольном периоде.

Эмболомеры, длина тела которых во взрослом состоянии составляла около 2 метров, были самыми крупными четвероногими в каменноугольном периоде и одними из главных хищников. Большую часть времени они проводили в воде, но имели небольшие ноги, с помощью которых могли передвигаться по суше.

Среди ископаемых были два двухсантиметровых эмболомера, сохранившихся настолько хорошо, что ученые смогли увидеть мягкие ткани и даже яичный желток.

У головастиков желточный мешок остается внутри тела в течение нескольких дней после вылупления в качестве запаса энергии. Но у молодых эмболомеров желточный мешок находился снаружи тела, подобно тому, как это бывает у некоторых молодых рыб, например, двоякодышащих рыб.

У личинок амфибий, таких как головастики, есть внешние жабры, позволяющие им дышать под водой, но у молодых эмболомеров их не было. «Отсутствие внешних жабр на ранних стадиях развития у этих животных — это неопровержимое доказательство», — говорит Пардо.

Череп и скелет имеют «все важные части, характерные для взрослого эмболомера», — говорит Пардо. Ископаемые показывают, что эмболомеры оставались более или менее неизменными с момента вылупления из яиц до достижения взрослого состояния.

«Человеческий организм в основном функционирует одинаково от рождения до взрослого возраста, но мы становимся больше, и наши пропорции меняются, однако мы не претерпеваем таких быстрых изменений, как у лягушки или саламандры», — говорит Пардо. «Наши ископаемые показывают, что такой жизненный цикл был нормой и для наших самых ранних наземных предков».

Хотя эмболомеры были водными организмами, Пардо утверждает, что имеющиеся данные свидетельствуют о том, что у наших самых ранних наземных предков также не было стадии головастика. Команда также изучила ископаемые останки двух других ранних видов четвероногих, которые жили одновременно и в том же месте, что и эмболомеры.

«Ни один из них не демонстрирует никаких признаков стадии головастика», — говорит Пардо. «То же самое можно сказать и о других рыбоподобных родственниках четвероногих, таких как ранние двоякодышащие рыбы и целаканты. Так неужели невозможно, чтобы стадия головастика где-то появилась, а затем исчезла? Возможно, но с учетом имеющихся данных это кажется крайне маловероятным».

Это исследование заполняет крайне необходимый пробел в знаниях, говорит Лонг. «Оно показывает, что ранним четвероногим рыбам, жившим около 308 миллионов лет назад, не нужно было развивать стадию головастика, чтобы осваивать сушу, как ранее считали некоторые ученые».