Головастики среднеюрской лягушки Notobatrachus degiustoi были гигантами

Юрские лягушки Notobatrachus degiustoi известны с 1956 года. Теперь ученые описали и головастика этого вида амфибий. Рисунок © Gabriel Lio с сайта sci.news

Для бесхвостых амфибий — жаб и лягушек — характерен двухэтапный цикл развития: сначала из икринки вылупляется личинка-головастик, а уже из нее развивается взрослое животное. Современные головастики весьма разнообразны морфологически и ведут разный образ жизни. Их доисторические родственники изучены плохо — в частности, ни одного головастика старше начала мелового периода (около 145 миллионов лет назад) обнаружено до недавних пор не было. И вот аргентинские исследователи описали головастика ископаемой амфибии Notobatrachus degiustoi, жившей в середине юрского периода (168–161 млн лет назад) в Патагонии. Головастик отлично сохранился и оказался настоящим гигантом — около 16 сантиметров в длину! Судя по его строению, древнейшие личинки амфибий вели водный образ жизни и были фильтраторами, — то есть не слишком отличались от современных видов.

Эволюционная история бесхвостых амфибий началась как минимум с раннеюрских времен (~190 млн лет назад): именно из того периода известны такие виды как Prosalirus bitis и Vieraella herbsti, — самые первые настоящие лягушки. Однако лягушачьи корни (вместе с хвостами) тянутся с раннего триаса (~250 млн лет назад), когда жил короткохвостый Triadobatrachus massinoti (E. Ascarrunz et al., 2016. Triadobatrachus massinoti, the earliest known lissamphibian (Vertebrata: Tetrapoda) re-examined by μCT scan, and the evolution of trunk length in batrachians). У него уже был ажурный череп и хорошо развитые задние ноги, но из-за слишком длинного туловища и строения голени вряд ли это существо было эффективным прыгуном. Не исключено, что древнейшие бесхвостые амфибии, у которых хвостовые позвонки срослись в единый уростиль, могли прыгать по берегам водоемов уже в позднем триасе, но доказательств тому немного (M. Stocker et al., 2019. The earliest equatorial record of frogs from the Late Triassic of Arizona).

Notobatrachus degiustoi — один из древнейших видов лягушек, живший около 170–155 миллионов лет назад на территории аргентинской провинции Санта-Крус. Всего было обнаружено около сотни экземпляров нотобатрахов на разных стадиях онтогенеза, что делает этот вид одним из самых хорошо изученных доисторических земноводных (A. Baez, L. Nicoli, 2013. A new look at an old frog: the Jurassic Notobatrachus Reig from Patagonia). Однако новое исследование, опубликованное в журнале Nature, делает эту амфибию еще более примечательной: в январе 2020 года в отложениях формации Ла-Матильда (La Matilde Formation) было найдено множество окаменелостей взрослых экземпляров нотобатраха, а вместе с ними — и древнейший из ископаемых головастиков, которого в силу отсутствия в отложениях других амфибий тоже отнесли к этому виду.

Отпечаток головастика лягушки Notobatrachus degiustoi сохранился невероятно хорошо: помимо отчетливого контура тела (отличимого от окружающей породы благодаря более гладкой текстуре) хорошо заметны отпечатки глаз, нервов и хрящей. Рисунок из обсуждаемой статьи

Уникальную находку ученые из университета Маймонида в Буэнос-Айресе сделали совершенно случайно: мало того, что первоначально они прибыли на раскопки в поисках окаменелостей динозавров, а не лягушек, так еще и отпечаток головастика попался одному из исследователей во время перерыва! Образец MPM-PV 23540 сразу привлек внимание: во-первых, он был настоящим гигантом по меркам головастиков — его длину оценили примерно в 16 сантиметров, а во-вторых, он исключительно хорошо сохранился. Когда Мариана Чуливер (Mariana Chuliver), специалистка по онтогенезу амфибий, изучила окаменелость под микроскопом, она смогла увидеть не только глаза и даже некоторые нервы, но и внимательно изучить поддерживающий жабры хрящ, который помог ученым уточнить, чем же питался головастик-великан.

Как оказалось, личинки нотобатрахов, несмотря на крупные размеры, удивительно походили на головастиков современных круглоязычных (Alytidae; к ним относятся одни из самых примитивных бесхвостых амфибий) и питались, отфильтровывая из воды всякую мелочь с помощью жабр. Всасывая воду, они проталкивали ее через жабры, одновременно насыщая кровь кислородом и выцеживая из воды микроскопические водоросли и протистов, мелких животных (например, ракообразных) и органический мусор; также не исключено, что гигантские головастики могли соскребать водоросли с подводных предметов, после чего всасывать получившийся «бульон».

Неясным остается лишь вопрос, почему у этого вида головастики вырастали такими огромными — даже длиннее взрослого нотобатраха: крупнейшие известные экземпляры были до 15 сантиметров в длину. У современных удивительных лягушек (Pseudis paradoxa) головастики тоже очень велики: длина их достигает 27 сантиметров, что примерно в три-четыре раза больше размеров взрослой лягушки. Одна из причин такого гигантизма — отсутствие конкуренции и хищничества со стороны рыб: удивительные лягушки размножаются во временных водоемах, где головастики могут расти в сравнительной безопасности и максимально набирать вес перед метаморфозом. Судя по хорошо окостеневшему скелету MPM-PV 23540, на момент смерти он уже готовился к превращению во взрослую амфибию, так что вряд ли когда-нибудь будет найден головастик нотобатраха еще крупнее этого.

Модели головастика и взрослой особи удивительной лягушки (Pseudis paradoxa), выставленные в лондонском Музее естественной истории. Это — самый большой головастик бесхвостой амфибии из известных, но еще удивительнее то, насколько он крупнее взрослой лягушки. Фото © Chipmunkdavis с сайта commons.wikimedia.org

Судя по окружающим нотобатрахов породам, в среднем юрском периоде на юго-востоке Аргентины раскинулась речная пойма, где в течение года влажный сезон сменялся засухой. Помимо сотен экземпляров нотобатрахов ученые также нашли отпечатки растений, жаброногих рачков, двустворчатых моллюсков и насекомых; особый интерес представляют остатки жаброногих из отряда Spinicaudata, поскольку хорошо известно, что эти мелкие ракообразные встречаются только во временных водоемах. Учитывая, что между слоями породы с остатками лягушек находятся слои с обилием отпечатков наземных растений, вероятно, нотобатрахи размножались в мелководных временных водоемах, изобилующих растительным мусором.

Так что головастик нотобатраха — не только древнейшая ископаемая личинка бесхвостой амфибии, но и косвенное подтверждение тому, что жизненный цикл лягушек и жаб, присущий им еще на заре эволюционной истории, сохраняется стабильным вот уже больше 160 миллионов лет. Это почти на 30 миллионов лет больше, чем у Shomronella jordanica, предыдущего головастика-«рекордсмена», жившего в раннем меловом периоде на Ближнем Востоке. Возможно, крупный головастик, доминирующий во временных лужах и питающийся путем отфильтровывания пищи из воды, был характерен для ранних бесхвостых, — и не исключено, что именно благодаря своим размерам это хрупкое существо, лишенное больших костей и крепкого панциря, смогло вообще сохраниться в палеонтологической летописи.

Источник: M. Chuliver, F. L. Agnolín, A. Scanferla, M. A. Rolando, M. D. Ezcurra, F. E. Novas, X. Xu. The oldest tadpole reveals evolutionary stability of the anuran life cycle // Science. 2024. DOI: 10.1038/s41586-024-08055-y.

Анна Новиковская