Превращение плавников в лапы и освоение суши могли происходить одновременно

Анализ структуры плечевых костей древнейших четвероногих животных Земли показал, что переход этих животных к жизни на суше и появление у них полноценных конечностей произошли практически одновременно. Ранее ученые считали, что четвероногие сперва выбрались на сушу и только потом обзавелись конечностями. Статью с описанием выводов палеонтологов опубликовал научный журнал Nature.

"Изменения формы плечевых костей играли важную роль в адаптации предков четвероногих позвоночных к жизни на суше. Соответственно, благодаря изучению эволюции этой части скелета мы можем предсказать, когда наши предки покинули океан. Оказалось, что это произошло одновременно с появлением конечностей", – прокомментировала исследование Стефания Пирс, профессор Гардвардского университета (США) и один из авторов работы.

Палеонтологи считают, что предки четвероногих животных – лопастепёрые рыбы (Sarcopterygii) – начали колонизировать сушу примерно 375-370 млн лет назад, в конце девонского периода. Первые настоящие амфибии, которые могли жить на суше практически постоянно, появились примерно через 20-30 млн лет после того, как эти рыбы покинули океан.

Ученые пока не могут сказать, как именно происходил этот процесс, так как на время появления переходных форм между амфибиями и рыбами приходится так называемый провал Ромера. Так ученые называют пробел в эволюционной истории, из-за которого по пока непонятным науке причинам останки первых амфибий и "рыбо-животных" не сохранились в породах девонского и каменноугольного периодов.

Из-за этого палеонтологи знают лишь о единицах причудливых животных этой эпохи, в том числе примитивных амфибиях педерпесах, акантостегах и тиктаалике. Их останки палеонтологи находили в основном в последние десять лет благодаря раскопкам на севере Канады. Пока ученые не могут точно сказать, где жили ли эти примитивные четвероногие – на суше или в воде.

Первые шаги

Пирс и ее коллеги попытались получить точный ответ на этот вопрос. Они изучили и сравнили между собой то, как были устроены плечевые кости сорока подобных древних рыб и амфибий, которые жили во время провала Ромера, до и после него.

Они выяснили, что плечевые кости первых амфибий, таких как акантостега или ихтиостега, уже были приспособлены для жизни на суше, несмотря на то, что многие палеонтологи считали, что эти животные мало в чем отличались по образу жизни от современных им лопастепёрых рыб.

При этом, что интересно, на протяжении первых 20-30 млн лет эволюции длина и форма плечевых костей древнейших четвероногих почти не менялась. Это говорит о том, что изначально эти существа были очень сильно привязаны к водной среде и проводили в ней большую часть жизни. Этому способствовала "промежуточная" L-образная форма их плечевых костей, одинаково плохо приспособленная и к плаванию в воде, и к передвижениям на суше.

Впоследствии, уже в начале каменноугольного периода, из-за конкуренции между амфибиями те окончательно приспособились к жизни на суше и научились быстро передвигаться по ней. При этом ученые не исключают, что этот переход был связан не с межвидовой конкуренцией, а с тем, что изначально на суше не было источников пригодной для древних амфибий пищи.

В ближайшее время Пирс и ее коллеги хотят проверить эти альтернативные теории. Они планируют изучить, как менялась форма некоторых других костей древнейших амфибий и последних лопастеперых рыб. К примеру, ученые хотят проверить, появились ли передние и задние лапы одновременно.