09.03.2017 | Наука

Представлена новая причина выхода земноводных на сушу

В середине девонского периода, около 385 миллионов лет назад, на Земле сформировались условия, благоприятные для массового освоения новых территорий.

Иллюстрация Pavel.Riha.CB/Wikimedia Commons

Именно тогда позвоночные, обитавшие в водоёмах, впервые вышли на сушу. Переход этот сопровождался появлением двух важных приспособлений: плавники преобразовались в конечности для передвижения, а жаберное дыхание изменилось на лёгочное. На Земле тогда царил влажный тёплый климат и было достаточно источников пищи, что также способствовало появлению и распространению новых видов.

Такая версия происхождения земноводных была общепринятой на протяжении десятков лет, однако новое исследование американских учёных, возможно, заставит нас переписать некоторые страницы в истории эволюции.

Команда палеонтологов и эволюционных биологов из Северо-Западного университета и колледжей Клермонта представила провокационные данные, показывающие, что причиной эволюции стало не преобразование плавников в конечности, а трансформация глаз. Причём начался этот эволюционный процесс раньше, чем предполагалось.

Учёные тщательно изучили 59 различных древних окаменелостей, датируемых периодом до, во время и после выхода морских обитателей на сушу. Особое внимание уделялось строению черепа и размеру глазниц. Оказалось, что перед историческим переходом диаметр глазной орбиты составлял в среднем 13 миллиметров, а в период самого освоения – уже 36 миллиметров. Это "утроение" размеров растянулось на 12 миллионов лет.

Компьютерное моделирование показало, что в различных условиях в водоёмах (например, днём или ночью, в чистой или мутной воде) увеличение размера глаз не давало особого преимущества. Зато в воздушной среде диапазон зрения увеличивался в 70 раз.

"Мы обнаружили огромный рост визуальных возможностей у позвоночных непосредственно перед выходом из воды на сушу, — рассказывает соавтор работы Малкольм МакИвер (Malcolm MacIver). – Наша гипотеза заключается в том, что, может быть, животные увидели изобилие пищи на земле, что побудило их затем преобразовать плавники в конечности".

Современные исследования показывают, что выход позвоночных на сушу начался примерно 400 миллионов лет назад, а приблизительно через 70 миллионов лет появились первые животные с адаптированными для передвижения по земле конечностями.

Древние животные, вероятно, сначала просто выползали на сушу в поисках пропитания. "По мере того как глаза увеличивались, они находили всё новые преимущества, и в конечном итоге остались на суше "на полную ставку", — добавляет МакИвер.

Свою гипотезу учёные назвали соответствующе — Buena Vista ("хороший вид", имеется в виду обзор).

Любопытно, что глаза водных жителей не только увеличились, но и постепенно сменили месторасположение, переместившись с боков черепа в его верхнюю часть. Такое положение глаз идеально подходило для обзора над водой. Оно характерно, например, для ископаемой рыбы под названием тиктаалик, имевшей и ряд других переходных признаков (укороченный череп, отделённая от пояса передних конечностей и относительно подвижная голова, наличие локтевого и плечевого суставов).

Кроме того, улучшенное зрение способствовало развитию реакции. Это в итоге привело к способности планировать наперёд и действовать стратегически (взвешивать варианты, выбирать тактику нападения и так далее), а затем появилась и способность к познанию.

Полный текст исследования с подробным описанием новой гипотезы эволюции наземных существ опубликован в журнале PNAS.

Кстати, в дальнейшем работы такого рода будет проводить проще: ихтиологи планируют отсканировать и оцифровать все существующие виды рыб.

По публикациям UkrNet