Самые ранние позвоночные Земли, которые могли передвигаться по суше на четырёх лапах, обитали не в пресноводных озерах или реках. Вместо этого эти существа, появившиеся около 375 миллионов лет назад, жили в солоноватых водах дельты реки или эстуария – однорукавного (в отличие от дельты) воронкообразного устья реки, расширяющегося в сторону моря, сообщают исследователи из Университета Лиона (Франция) в журнале Nature.

Ранние четвероногие, такие как ихтиостега (Ichthyostega) и акантостега (Acanthostega), были переходным звеном между лопастепёрыми рыбами и наземными позвоночными: у них были ноги, а также жабры и хвосты, что позволяло им передвигаться как по суше, так и в воде. Новое исследование, проведенное палеонтологом Жаном Гедертом (Jean Goedert) из Университета Лиона и его коллегами, предполагает, что эти животные также могли переносить резкие изменения солености воды, обнаруженные, например, в устье реки – в месте, где река впадает в море.

Исследователи проанализировали изотопы серы и кислорода – формы этих элементов с одинаковым количеством протонов, но разной массы – в окаменелых костях 51 древнего четвероногого, найденного в Гренландии и в Китае. По сравнению с пресной водой, морская вода имеет более высокое соотношение изотопа серы-34 относительно серы-32. В исследуемых образцах проявлялся повышенный уровень серы-34, сообщают исследователи, предполагая, что существа хотя бы некоторое время проводили в морской воде. Но изотопный анализ кислорода показал, что пресная вода также присутствовала в среде, в которой обитали древние амфибии. 

Результаты ставят под сомнение устоявшуюся теорию о том, что самые ранние тетраподы вышли на земли из пресноводных вод, таких как реки или озера. В 1929 году первые ископаемые Ichthyostega были обнаружены в слоях красного песчаника в восточной Гренландии. Эта осадочная порода которая раньше считалась пресноводным отложением. Но позже были найдены окаменелости тетрапод, которые эволюционно были связаны с известными морскими видами – это дело основания полагать, что первые "ходоки", возможно, жили в более соленых водах, чем считалось ранее. 

Исследователи говорят, что способность приспосабливаться к средам с равным уровнем солености помогла четвероногим - группе, которая включает в себя сегодняшних амфибий, рептилий и млекопитающих - выжить во время массового вымирания обитателей океана, которое произошло к концу девонского периода около 359 миллионов лет назад.

Источник: Научная Россия

3D-реконструкция спинного хребта четвероногих показала, что первые сухопутные животные передвигались подобно современным тюленям.

Ихтиостега (реконструкция Джулии Молнар)В числе участников исследования была ихтиостега — зубастое создание свирепого вида, жившее 374−359 млн лет назад и являвшееся переходным видом между рыбами и сухопутными животными. Ихтиостега обитала в мелководье и болотах, привлечённая туда, скорее всего, изобилием пищи. По-видимому, она могла вылезать на пологий берег на передних лапах, либо подскакивая в манере илистых прыгунов, либо, что более вероятно, подтягивая тело наподобие ластоногих.

Позвонки ихиостеги (изображение Julia Molnar)Ведущий автор исследования Стефани Пирс из Кембриджского университета (Великобритания) полагает, что полученный результат заставит переписать учебник по эволюции позвоночника среди ранних животных с конечностями.

Хребет изучался следующим образом. Первым делом останки возрастом около 360 млн лет обрабатывались синхротронным излучением высокой энергии. Тем самым удалось получить рентгеновское изображение с высоким разрешением. Это и позволило произвести реконструкцию вымершего позвоночного с исключительной детализацией.

Сегодня все четвероногие обладают позвоночником, который сформирован костяными сегментами (позвонками), связанными в один ряд от головы до хвоста (или таза). У современных тетраподов (в том числе у человека) каждый позвонок представляет собой одну кость, тогда как у ранних позвоночных они состояли из нескольких частей.

Грудной отдел ихтиостеги под разными углами. Цветом обозначены (по легенде слева направо) шейные рёбра, клейтрум, грудные рёбра, нейральные дуги, интерцентры, плевроцентры и грудинные элементы. (Изображение Royal Veterinary College / S. Pierce.)На протяжении более чем ста лет считалось, что позвонки ранних тетраподов состояли из трёх наборов костей: кость спереди, кость сверху и пара сзади. Новое исследование показало, что всё наоборот. Первая кость (intercentrum) в действительности задняя. Это важно, поскольку понимание того, как состыковывались кости, позволяет оценить подвижность позвоночника и тем самым составить модель распределения сил между конечностями.

Сканирование позвонка в ESRF (изображение ESRF / I. Montero)Специалисты не только установили, что ихтиостега ползала подобно тюленю, но и обнаружили ряд костей, простиравшийся сверху до середины её груди. Вероятно, это одна из наиболее ранних попыток создания грудины. Такое образование помогало поддерживать вес во время передвижения по суше.

Результаты исследования опубликованы в журнале Nature.

Источник: КОМПЬЮЛЕНТА

Ихтиостега, вопреки картинкам из школьных учебников, не могла бегать на четырех ногах, она лишь ползала, подобно тюленю.

Процесс выхода позвоночных на сушу не первое столетие занимает палеонтологов. На роль первых животных, способных перемещаться по земле на четырех ногах, долгое время прочили ихтиостег, найденных в верхнем девоне(около 365 млн лет). Однако, как показывают результаты исследования,опубликованного в журнале Nature, строение скелета не позволяло ихтиостегам полноценно передвигаться по суше.

Чтобы построить трехмерную компьютерную модель движений ихтиостеги, ученые с помощью микротомографии изучили суставы ее скелета и сравнили их с суставами пяти современных животных, саламандры, крокодила, утконоса, тюленя и выдры.

Бедренный сустав задней конечности ихтиостеги оказался способен к тем же типам движений, что и современные тетраподы, за исключением пронации и супинации (вращение конечностей). Эти движения также не может совершать тюлень,в связи с переходом к водному образу жизни. Задние конечности ихтиостеги были расположены под углом примерно в 45 градусов от горизонтальной оси тела, и поэтому просто не могли отрывать таз животного от земли. Следовательно, они применялись лишь при плавании, а не при сухопутном передвижении.

Подвижность плечевого сустава ихтиостеги, как показали палеонтологи, также была сильно ограничена. Поэтому максимум, что мог делать на суше ихтиостег с помощью своих конечностей, это ползать на брюхе, подобно современному илистому прыгуну, использующему передние плавники для отталкивания от субстрата. Скорее всего, ихтиостега лишь цеплялась своими передними конечностями за какие-либо предметы, чтобы высовывать голову из воды для дыхания или захвата пищи.

Ученые предполагают, что процесс перехода к наземному образу жизни начался именно с передних конечностей, в то время как задние длительное время продолжали использоваться лишь для плавания. Скорее всего, к ходьбе на четырех ногах перешли какие-то еще не найденные позвоночные. Как подчеркнула Сюзанна Мэйдмент, одна из авторов работы, «наши выводы должны заставить ученых отправиться в поле на поиск новых окаменелостей».

Как указывают палеонтологи, следовая дорожка, найденная в среднем девоне Польши, статья о которой была опубликована два года назад в журнале Nature,едва ли была оставлена ихтиостегой. Эта дорожка своим образованием обязана существу, согласованно двигавшему четырьмя конечностями, в то время как ихтиостега, подобно тюленю, могла лишь волочить за собой задние ноги, опиралась при этом на передние конечности.

Источник: infox.ru