Элементы Элементы большой науки

Поставить закладку

Напишите нам

Карта сайта

Содержание
Энциклопедия
Новости науки
LHC
Картинка дня
Библиотека
Видеотека
Книжный клуб
Задачи
Масштабы: времена
Детские вопросы
Плакаты
Научный календарь
Наука и право
ЖОБ
Наука в Рунете

Поиск

Подпишитесь на «Элементы»



ВКонтакте
в Твиттере
в Фейсбуке
на Youtube
в Instagram



Библиотека

 
Т. Дамур
«Мир по Эйнштейну». Глава из книги


Л. Франк
«Мой неповторимый геном». Глава из книги


В. Винниченко
Почему дельфины никогда не спят?



В память о Леониде Вениаминовиче Келдыше (07.04.1931–11.11.2016)


Н. Жизан
«Квантовая случайность». Глава из книги


Интервью с С. Ландо
Сергей Ландо: «Прорывы в математике плохо предсказуемы»


В. Гаврилов
Загадка зарянки


А. Левин
Астрономия темного


В. Мацарский
Бодался Чандра с сэром Артуром


О. Макаров
Секрет разделения







Главная / Новости науки версия для печати

Первые позвоночные начали осваивать сушу раньше, чем предполагалось


Силуэт вентастеги — одного из древнейших представителей тетрапод. Находки последних лет (красным показаны известные косточки) позволили довольно полно представить себе его облик. Рис с сайта www.devoniantimes.org
Силуэт вентастеги — одного из древнейших представителей тетрапод. Находки последних лет (красным показаны известные косточки) позволили довольно полно представить себе его облик. Рис с сайта www.devoniantimes.org

Массовые находки позволили более или менее полно описать одну из переходных форм между рыбами и тетраподами — вентастегу (Ventastega). Международная группа ученых, проведя комплексный анализ признаков этой формы, поместила ее между акантостегой и тактааликом. При этом известен вид, более древний чем вентастега, хотя он обладает комплексом более продвинутых черт. Поэтому эволюция древнейших тетрапод происходила, вероятно, до появления этой продвинутой формы, и ученым еще предстоит заполнить находками этот пробел палеонтологической летописи.

В последние годы ученые уделяют пристальное внимание проблеме ископаемых переходных форм. Это связано, во-первых, с активизацией палеонтологических поисков по всему миру, а в особенности в Китае, во-вторых, с необходимостью верифицировать новые молекулярные схемы филогении животных и растений, и в-третьих, с возросшим прессом креационистских воззрений, согласно которым переходных форм не существует.

Классическим примером, иллюстрирующим постепенные эволюционные преобразования, является превращение плавающих водных существ в наземных четвероногих. Ученым известно с десяток древнейших обитателей мелководий, которые при «рыбьем» строении черепа имеют четыре конечности. По меткому выражению знаменитого шведского палеозоолога Э. Ярвика, их называют четвероногими рыбами. Самые известные среди них — акантостега (Acanthostega) и ихтиостега (Ichthyostega). Сейчас найдено довольно много остатков этих форм, так что можно составить более или менее полное представление об их строении и образе жизни. Кроме того, достаточно полно представлены остатки пандерихтиса (Panderichthys) и тиктаалика (Tiktaalik), которых рассматривают в составе класса рыб. При первоописании тиктаалика подчеркивался его переходный статус между пандерихтисом и акантостегой: у тиктаалика были довольно продвинутые дыхательный аппарат и строение плечевого пояса, а также имелись пальцы на передних конечностях.

Акантостега и ихтиостега — «четвероногие рыбы» фаменского возраста (365 млн лет назад). Из франского века (374 млн лет назад) известен еще один вид примитивных тетрапод — Metaxygnathus, от которого найдена только нижняя челюсть. Другие древнейшие виды из фаменского века описаны по отдельным фрагментам костей, и составить сколько-нибудь полное представление об их анатомии и морфологии очень трудно.

После интенсивных поисков в районе Павари (Латвия), продолжавшихся с 1994-го по 2001 год, палеонтологи собрали достаточно материала для относительно достоверного описания одной из примитивных переходных форм — вентастеги (Ventastega). В отложениях фаменского возраста нашлись кости почти всего черепа (за исключением затылочной части), плечевого пояса, часть тазового пояса. Отдельные находки вентастеги описывались и раньше, но теперь ученые с кафедры геологии Латвийского университета и Латвийского музея естественной истории, а также из Зоологического музея в Кембридже (Англия) и Уппсальского университета (Швеция) оказались готовы подытожить результаты поисков. Они обрисовали более или менее полный портрет древнего животного и определили его положение среди других древнейших тетрапод и их возможных предков.

Вентастега похожа на акантостегу, так что для ее реконструкции использован рисунок акантостеги, к которому добавлен высокий хвостовой плавник и широкая депрессия на рыле. Длина масштабной линейки 10 см. Рис. из обсуждаемой статьи в Nature
Вентастега похожа на акантостегу, так что для ее реконструкции использован рисунок акантостеги, к которому добавлен высокий хвостовой плавник и широкая депрессия на рыле. Длина масштабной линейки 10 см. Рис. из обсуждаемой статьи в Nature

Реконструкция облика вентастеги примерно такая. На голове с лопатообразным тупым рылом сидели сдвинутые назад небольшие глаза. За глазами расположен теменной глаз, а вперед от глаз и до конца морды расширяется треугольная депрессия. В средней части этой депрессии имелся неокостеневший участок. Широкая челюсть была усажена мелкими острыми зубами, среди которых выделялись увеличенные «клыки». На длинном теле — около метра-полутора в длину — имелись две пары коротеньких конечностей с пальцами (сколько пальцев — неизвестно) и сзади хвост с плавником, который поддерживали плавниковые лучи около 7 см в длину. Это животное обитало в солоноватоводных мелких прибрежьях и, имея внушительные размеры, охотилось на рыб. По сравнению с другими девонскими четвероногими у него было увеличено дыхательное отверстие. Данную особенность можно понимать как возрастание роли атмосферного дыхания и, следовательно, активизацию выходов на сушу.

Широкая форма рыла, строение черепной коробки сближают вентастегу с акантостегой. Кроме того, неокостеневший участок в средней части морды у вентастеги образовался из-за разъединенных правой и левой носовых костей. У тиктаалика, также как и у пандерихтиса, эта часть занята особой костью. А вот у акантостеги этой кости нет, и поэтому, как и у вентастеги, имеется неокостеневшее пространство в средней части черепа, правда узкое. Зато по пропорциям черепа и покровных костей вентастега больше напоминает тиктаалика, чем пандерихтиса или акантостегу. Строение заглазничной области черепа вентастеги имеет большее сходство с пандерихтисом, чем с тиктааликом и акантостегой. А по анатомии передних и задних поясов конечностей вентастега мало отличается от акантостеги.

Понятно, что у вентастеги сочетались и примитивные черты пандерихтиса, и более продвинутые признаки тиктаалика и акантостеги. Кроме того, у этой формы имеются некоторые признаки акантостеги, которых нет у ихтиостеги, и, наоборот, признаки, сближающие ее с ихтиостегой, но не с акантостегой.

Ученые построили кладограмму известных девонских «четвероногих» (а их известно около 20) с использованием 121 признака. На этой кладограмме вентастега оказалась выше пандерихтиса и тиктаалика, но ниже акантостеги и ихтиостеги. Также более «тетраподные» признаки по сравнению с вентастегой имеет и Metaxygnathus, находки которого датируются франским веком.

Кладограмма тетраподоморфных рыб и ранних тетрапод, построенная на базе 121 признака. MGUH VP 6088 — еще не описанный экземпляр из фамена Гренландии. Рис из обсуждаемой статьи в Nature
Кладограмма тетраподоморфных рыб и ранних тетрапод, построенная на базе 121 признака. MGUH VP 6088 — еще не описанный экземпляр из фамена Гренландии. Рис из обсуждаемой статьи в Nature

Более ранний геологический возраст продвинутого Metaxygnathus по сравнению с более поздним возрастом более примитивной вентастеги говорит, по мнению авторов публикации в Nature, о том, что широкая радиация первых тетрапод происходила во франском веке, а нынешние палеонтологи просто пока еще не нашли вентастегу и других древнейших четвероногих во фране.

Кроме того, авторы подчеркивают, что выстроенная с помощью кладограммы филогенетическая последовательность форм никак не означает последовательного происхождения одной формы от другой и не означает, что от вентастеги следует выводить современных представителей тетрапод. Скорее всего, группа животных, подобных акантостеге, вентастеге и тиктаалику, является одной из эволюционных попыток позвоночных освоить сушу. В пределах этой группы одни формы совершенствовали конечности, другие — дыхательный аппарат, третьи — нервную систему. Поэтому на ранних этапах эволюции у тетрапод, как и у любой другой группы, ученые регистрируют пеструю мозаику примитивных и продвинутых признаков. Эта группа полностью вымерла, не оставив далеких потомков.

Источник: Per E. Ahlberg, Jennifer A. Clack, Ervīns Lukševičs, Henning Blom, Ivars Zupiņš. Ventastega curonica and the origin of tetrapod morphology // Nature. 26 June 2008. V. 453. P. 1199–1204 (doi:10.1038/nature06991).

Елена Наймарк


Комментарии (2)



Последние новости: ПалеонтологияЭволюцияЕлена Наймарк

01.12
Иммунный статус макак зависит от социального
24.11
Метаморфоз у личинок червя Hydroides elegans запускается бактериями
23.11
Численность и генетическое разнообразие китовых акул измерили по пробам воды
22.11
Фиджийские муравьи сами выращивают для себя жилища
16.11
За «боязнь» щекотки у крыс отвечает соматосенсорная кора
14.11
Ген, работающий в мышцах и костях, у обезьян стал регулировать развитие мозга
10.11
Нейропротез вернул парализованным макакам-резусам способность ходить
09.11
Разнообразие пищевого поведения у нематоды Caenorhabditis elegans поддерживается балансирующим отбором
08.11
Многие беспозвоночные, подобно млекопитающим, вынашивают и выкармливают свое потомство
07.11
Узкая пищевая специализация бывает эволюционно невыгодной

Научная картинка дня


Новости науки по темам: антропология, археология, астрономическая научная картинка дня, астрономия, биология, биотехнологии, генетика, геология, затмения, информационные технологии, космос, лингвистика, математика, медицина, нанотехнологии, наука в России, наука и общество, Нобелевские премии, палеонтология, Первое апреля, психология, технологии, физика, химия, эволюция, экология, энергетика, этология

Новости науки по авторам: Валентин Анаников, Дарья Баранова, Вера Башмакова, Александр Бердичевский, Максим Борисов, Варвара Веденина, Александр Венедюхин, Михаил Волович, Михаил Гарбузов, Алексей Гиляров, Дмитрий Гиляров, Сергей Глаголев, Евгений Гордеев, Николай Горностаев, Владимир Гриньков, Дмитрий Дагаев, Юрий Ерин, Анастасия Еськова, Дмитрий Жарков, Андрей Журавлёв, Дмитрий Замолодчиков, Игорь Иванов, Вячеслав Калинин, Павел Квартальнов, Мария Кирсанова, Дмитрий Кирюхин, Александр Козловский, Юлия Кондратенко, Артем Коржиманов, Ольга Кочина, Аркадий Курамшин, Виталий Кушниров, Иван Лаврёнов, Алексей Левин, Андрей Логинов, Сергей Лысенков, Лейла Мамирова, Александр Марков, Мария Медникова, Вадим Мокиевский, Григорий Молев, Тарас Молотилин, Антон Морковин, Марат Мусин, Максим Нагорных, Елена Наймарк, Алексей Опаев, Петр Петров, Александр Пиперски, Константин Попадьин, Сергей Попов, Роман Ракитов, Татьяна Романовская, Александр Самардак, Александр Сергеев, Андрей Сидоренко, Виктория Скобеева, Даниил Смирнов, Павел Смирнов, Дарья Спасская, Любовь Стрельникова, Дмитрий Сутормин, Алексей Тимошенко, Александр Токарев, Александр Храмов, Мария Шнырёва, Сергей Ястребов, Светлана Ястребова

Новости науки по месяцам: 2016 XII, XI, X, IX, VIII, VII, VI, V, IV, III, II, I  2015 XII, XI, X, IX, VIII, VII, VI, V, IV, III, II, I  2014 XII, XI, X, IX, VIII, VII, VI, V, IV, III, II, I  2013 XII, XI, X, IX, VIII, VII, VI, V, IV, III, II, I  2012 XII, XI, X, IX, VIII, VII, VI, V, IV, III, II, I  2011 XII, XI, X, IX, VIII, VII, VI, V, IV, III, II, I  2010 XII, XI, X, IX, VIII, VII, VI, V, IV, III, II, I  2009 XII, XI, X, IX, VIII, VII, VI, V, IV, III, II, I  2008 XII, XI, X, IX, VIII, VII, VI, V, IV, III, II, I  2007 XII, XI, X, IX, VIII, VII, VI, V, IV, III, II, I  2006 XII, XI, X, IX, VIII, VII, VI, V, IV, III, II, I  2005 XII, XI, X, IX, VIII, VII, VI, V, IV, III, II, I 

Новости науки почтой (рассылка на Subscribe.ru):

 


Где еще почитать научные новости: «Биомолекула», «Вокруг света», Газета.ру. Наука, «Индикатор», «Наука и жизнь», Наука и технологии РФ, «Научная Россия», «Популярная механика», РИА Наука, «Чердак», N+1, Naked Science

 


при поддержке фонда Дмитрия Зимина - Династия