Мир дикой природы на wwlife.ru
Вы находитесь здесь:Все добавления>>Мир дикой природы на wwlife.ru - Показать содержимое по тегу: Tiktaalik Roseae


Миллиарды лет животные обходились без шеи. Но когда древним рыбам пришлось выбраться на сушу, строение их тела сильно изменилось. Удлинился позвоночник, голова приобрела подвижность, органы чувств могли воспринять больше информации. Все это привело к развитию большого, сложного мозга.

040718Летом 2014 года в Университете Макгилл (Канада) биологи под руководством Эмили Станден (Emily Standen) наблюдали за сенегальскими многоперами (Polypterus senegalus). Эти небольшие рыбы обитают в пресноводных водоемах Западной и Центральной Африки, но способны дышать воздухом и ходить по земле. Специально для опыта ученые вырастили многоперов на суше и наблюдали, как менялись их анатомия и поведение.

Оказалось, что "сухопутные" рыбы передвигались по земле быстрее и эффективнее, чем их рожденные в воде собратья. Они ставили свои плавники максимально близко к телу — в 3,5 раза ближе обычного, а головы поднимали в полтора раза выше, чем в воде.

Скелет их вытянулся, а связки в грудной клетке окрепли, усилив поддержку тела во время ходьбы. Связи туловища с головой, наоборот, ослабли, и шейный отдел позвоночника стал подвижнее.

Первая шея в истории

То же самое происходило и с древними рыбами, вышедшими из воды, уверены ученые.

Лопастеперая рыба тиктаалик (Tiktaalik roseae), чьи ископаемые останки обнаружили в 2004 году в канадской Арктике, использовала плавники не только для плавания, но и для хождения по земле. Череп у нее был укороченный и приплюснутый, а голова отделена от пояса передних конечностей.

"Открытое нами существо стирало грань между этими двумя группами животных (рыбами и наземными позвоночными. — Прим. ред.). Как рыба, оно было покрыто чешуей и имело перепончатые плавники. Но обладало плоской, как у позвоночных, головой, кроме того, у него была шея. Внутри передней пары его плавников находились кости, соответствующие плечевой, локтевой и лучевой и даже некоторым костям запястья. Эти кости были, к тому же, соединены суставами: перед нами была рыба с плечевым, локтевым и лучезапястным суставами!" — пишет в книге "Внутренняя рыба" американский палеонтолог Нил Шубин, один из первооткрывателей тиктаалика.

Дышишь — значит охотишься

Первая зарегистрированная в истории животного мира шея принадлежала тиктаалику, который жил в конце девонского периода, примерно 375 миллионов лет назад. Однако возможность формирования этой части тела возникла несколько раньше, около 400 миллионов лет назад, когда в организме древних рыб образовался новый орган дыхания — легкие.

У животных, дышащих только жабрами, скелет плавника крепится к поясу конечности, который соединен со скелетом жаберной крышки. Рыбы дышат, синхронизируя движения жаберной крышки и грудных плавников, но это ограничивает движения головы.

У тиктаалика костей жаберной крышки почти не осталось, поэтому он мог относительно свободно двигать головой. Утратившее функциональность сочленение остатков жаберной крышки постепенно смещалось внутрь черепа, превращаясь понемногу в крошечные слуховые косточки — предшественники среднего уха человека.

Так могли выглядеть древние рыбы тиктаалики в представлении Нила ШубинаТак могли выглядеть древние рыбы тиктаалики в представлении Нила ШубинаНовоприобретенная шея позволяла тиктаалику и первым амфибиям, например ихтиостегам (Ichthyostega), охотиться, отмечают российские палеонтологи Александр Марков и Елена Наймарк в книге "Эволюция. Классические идеи в свете новых открытий". Благодаря шее животные, выслеживая добычу, могли прижимать голову к земле. Сегодня так же делает обитатель мангровых зарослей илистый прыгун (Periophthalmus), умеющий дышать под водой и на земле.

Нервное разнообразие

Полностью у древних лопастеперых рыб и первых амфибий голова от плечевого пояса не отделилась. Биологи отмечают, что за глотание и подвижность передних конечностей у них отвечал один и тот же нерв. Причем с шейным нервным сплетением не связанный.

У рептилий, птиц и млекопитающих шея заметно удлинилась. У млекопитающих насчитывалось до семи шейных позвонков, у динозавров — больше, например у эласмозавра Albertonectes — 76. Это привело к обособлению подъязычного нерва, плечевого и шейного нервных сплетений и, как следствие, — к большему разнообразию движений.

Кстати, благодаря развитым шейным позвонкам рептилии оказались эволюционно успешнее амфибий и потеснили их. В голове сосредоточились главные органы захватывания пищи — челюсти, нападения и защиты — зубы, восприятия внешних впечатлений — глаза, уши, нос.

Удлинение шеи повлияло и на расположение внутренних органов: сердце отдалилось от головы и опустилось в грудную клетку. Впоследствии у млекопитающих появилась диафрагма — мышца, значительно облегчающая процесс дыхания.

Шея освобождает мозг

Шея, отделившая голову от туловища, сыграла важную роль и в эволюции человеческого мозга, утверждает группа американских нейробиологов под руководством Роберта Бейкера (Robert Baker) из Лангонского медицинского центра при Университете Нью-Йорка. Они изучали анатомию современных лучеперых и древних лопастеперых рыб, анализировали геномы и пришли к выводу, что группа мотонейронов, управляющих передними конечностями, которые древние рыбы использовали в качестве лап, "переехала" из головного мозга в спинной. Вот почему руки, передние лапы и крылья современных позвоночных отделены от головы и расположены ниже шеи.

Авторы работы отмечают, что на суше лопастеперые рыбы и их потомки столкнулись с новыми вызовами: с одной стороны, приходилось преодолевать гравитацию (в водной среде сила тяготения компенсируется выталкивающей силой), с другой — перед ними открылась невиданная ранее свобода движений. Все это потребовало от мозга новых ресурсов и большего контроля.

"Шея позволила улучшить маневренность и ловкость в наземных и воздушных средах. Это нововведение в области биомеханики развивалось рука об руку с изменениями нервной системы, контролирующей наши конечности", — говорится в статье.

Кроме того, как полагает Малколм Макивер (Malcolm MacIver), невролог из Северо-Западного университета (США), новая среда обитания давала древним животным намного больше информации, что способствовало формированию более сложного сознания и возникновению комплексного планирования. Первые наземные позвоночные охотились спонтанно, но со временем те из них, кто смог выйти за рамки такого "реактивного" режима и научились мыслить стратегически, получили эволюционное преимущество.


Источник: РИА Новости


 

Опубликовано в Новости Эволюции

   Ученые из Канады и США обнаружили окаменелые останки животного, жившего 375 млн лет назад, которое уже окрестили "недостающим звеном" в эволюции между рыбами и четвероногими. Находка сделана в арктической Канаде на острове Элсмир к северу от Баффиновой земли. Статья об открытии опубликована в четверг в научном журнале Nature

Сенсационная находка в Канаде: найдено  "недостающее звено" в эволюции между  рыбами и четвероногими Сенсационная находка в Канаде: найдено "недостающее звено" в эволюции между рыбами и четвероногими Ископаемое животное, туловище которого было около 3 метров, представляло собой нечто среднее между современными крокодилом и тюленем. Глаза его находились на уровне спины, шея была подвижна. Оно было покрыто чешуей и имело плавники, кости внутри которых уже обладали рудиментарными суставными сочленениями для поддержания тела и перемещения по суше. Ученые предполагают, что впоследствии плавники эволюционировали в конечности четвероногих (тетраподов), передает РИА "Новости".

ТактааликТактааликСотни миллионов лет назад на территории нынешней Арктики господствовал субтропический климат. Средой обитания диковинного создания было море, но оно уверенно чувствовало себя и на мелководье, в пресной воде, время от времени выходя на сушу, чтобы поохотиться. Кроме того, животное обладало шеей, увеличивавшей его мобильность на земле, а также жесткими ребрами. "Рыбы, как известно, в этом не нуждаются", - сказал участник экспедиции, ученый из Гарвардского университета Фэриш Дженкинс.

Находка сделана в районе обитания канадских эскимосов-инуитов. Они, по просьбе ученых, и дали название не известному доселе животному. Первая часть его имени звучит, как "тиктаалик", что означает на эскимосском языке "большая пресноводная рыба". Полное название сенсации - Tiktaalik roseae. Во второй части этого имени увековечена фамилия анонимного спонсора, финансировавшего научную экспедицию в Канаде, сообщает ИТАР-ТАСС.

Tiktaalik roseae обитал в неглубоких водоемах, на что указывает его название, которое переводится как "большая рыба неглубоких вод". По изученным характеристикам окаменелости и по системе классификации видов найденное животное является связующим звеном между Panderichthys, рыбой, жившей около 385 миллионов лет назад, и Acanthostega, самым древним из известных науке тетраподов, обитавший на Земле 365 миллионов лет назад.

Tiktaalik roseae обитал в неглубоких водоемах,  на что указывает его название, которое  переводится как "большая рыба неглубоких вод" Tiktaalik roseae обитал в неглубоких водоемах, на что указывает его название, которое переводится как "большая рыба неглубоких вод" "Прорывом в науке" назвал палеонтолог из Чикагского университета Нейл Шубин найденные в Канадской Арктике останки ископаемого животного. "Это свидетельство одного из самых значительных событий в истории жизни на Земле", - заявил он канадской газете Globe and Mail.

По словам ученых, до обнаружения окаменелых останков "происхождение и важнейшие характеристики тетраподов оставались неизвестными", хотя эти позвоночные составляют множество видов, обитающих сейчас на Земле, и включают рептилий, амфибий, птиц и млекопитающих.

 


 

Источник: ФАКТNEWS


 

Опубликовано в Новости Палеонтологии

    Так бывает. Нашли учёные пару либо десяток целых или не очень окаменелых останков древних животных и давай строить теории, эволюционное древо. Проходит пять лет, и вот уже новые косточки переворачивают всё с ног на голову. В общем, тяжело палеонтологам. На сей раз они опять пересматривают историю появления четвероногих — по обнаруженным в Польше следам.

Примерно так, по мнению одного  из авторов сенсационного открытия,  мог выглядеть ранний тетрапод,  оставивший следы. Скорее всего,  животное походило на крокодила  и обладало короткими и толстыми  лапами (иллюстрация  Grzegorz Niedźwiedzki) Примерно так, по мнению одного из авторов сенсационного открытия, мог выглядеть ранний тетрапод, оставивший следы. Скорее всего, животное походило на крокодила и обладало короткими и толстыми лапами (иллюстрация Grzegorz Niedźwiedzki) Уже много десятилетий палеонтологи рыскают по всему миру в поисках окаменелостей самых древних наземных позвоночных, или тетрапод (tetrapod), — четвероногих существ, ставших прародителями всех амфибий, рептилий, птиц и млекопитающих, включая людей.

Наложение ныне найденных следов (положение во времени отмечено  длинной зелёной линией) на эволюционное древо развития  четвероногоподобных рыб, построенное палеонтологами ранее.  Короткими зелёными линиями показаны прежние следы, красными –  ветви развития, определённые по окаменелым костям. Пояснения в  статье-обсуждении открытия, опубликованной в журнале Nature  (иллюстрация Nature) Наложение ныне найденных следов (положение во времени отмечено длинной зелёной линией) на эволюционное древо развития четвероногоподобных рыб, построенное палеонтологами ранее. Короткими зелёными линиями показаны прежние следы, красными – ветви развития, определённые по окаменелым костям. Пояснения в статье-обсуждении открытия, опубликованной в журнале Nature (иллюстрация Nature) Все прежние открытия ископаемых костей позволили выстроить более-менее логичную цепочку событий. По ней выходило, что первые тетраподы произошли от лопастепёрых рыб (Sarcopterygii), пройдя переходную стадию четвероногоподобных существ, которую называют elpistostegid. Они имели парные плавники и могли довольно сносно, но ограниченно ползать.

К группе elpistostegid в частности относится Tiktaalik Roseae, живший на Земле около 375 миллионов лет назад (мы об этой находке рассказывали здесь и вот тут).

У Tiktaalik были жабры, особенность рыб, и лёгкие, присущие наземным животным, а также кое-какие переходные черты, например кистевой сустав, соединённый с плавником. Однако у этого звена отсутствовали лапы, четвероногим Tiktaalik не был. Получается, что "сверхрыба" могла вперевалку вытолкнуть своё тело на поверхность и вдохнуть воздух, но ног у неё не было и в помине.

Тем временем шёл параллельный процесс сбора данных о тетраподах: ведь определённую ценность представляют не только кости древних животных, но и оставленные ими следы (вспомнить хотя бы тропу гигантских динозавров).

Именно этот способ и внёс сумятицу в нынешний, вроде бы вполне логический строй эволюционных событий. Группа польских учёных в сотрудничестве со шведами, кстати, тоже довольно давно изучающими и строящими историю появления четвероногих существ, обнаружила в куске известняка, извлечённого из карьера в польском округе Захелме (Zachełmie), десятки отпечатков ног и даже отдельных пальцев древних тетраподов.

Эволюция строения плавников-лап на примере Tiktaalik Roseae  (иллюстрация с сайта physorg.com).Эволюция строения плавников-лап на примере Tiktaalik Roseae (иллюстрация с сайта physorg.com)Позже палеонтологи установили, что перед ними окаменелость, которой ни много ни мало 395 миллионов лет. А это аж на 18 миллионов лет больше, чем возраст самого раннего обнаруженного скелета четвероногих существ! Пересмотр эволюции тетраподов гарантирован, решили ведущие исследователи Гжегож Недзведзкий (Grzegorz Niedźwiedzki) из Варшавского университета и Пер Алберг (Per Ahlberg) из университета Упсалы.

Учёные обнаружили, как цепочки следов, так и отдельные отпечатки. "Поначалу мы совершенно не ожидали найти отпечатки лап древнего  четвероногого в этих местах. Да и с находкой мы определились не сразу:  лишь тщательное исследование показало, что перед нами вовсе не следы  лопастепёрой рыбы", – рассказывает Гжегож  (фото newscientist.com, Grzegorz Niedźwiedzki, Piotr Szrek). Учёные обнаружили, как цепочки следов, так и отдельные отпечатки. "Поначалу мы совершенно не ожидали найти отпечатки лап древнего четвероногого в этих местах. Да и с находкой мы определились не сразу: лишь тщательное исследование показало, что перед нами вовсе не следы лопастепёрой рыбы", – рассказывает Гжегож (фото newscientist.com, Grzegorz Niedźwiedzki, Piotr Szrek)Это самые древние следы ранних четвероногих существ, а также самое древнее надёжное свидетельство их существования", — говорит Недзведзкий. "Мы имеем дело с животными, которые ходили по земле", — добавляет другой автор работы Марек Наркевич (Marek Narkiewicz) из польского геологического института (Państwowy Instytut Geologiczny).

И действительно сразу ясно, что перед учёными следы именно четвероногого животного, которое было способно передвигаться по суше. Ведь раньше об особенностях хождения всех "переходных звеньев" судили исключительно по костям (то есть лишь предполагали присутствие "четвероногости"). Теперь же видно, что тетрапод обладал диагональной, координированной походкой, невозможной при наличии лишь плавников.

Между тем перед учёными "всего лишь" следы. Некоторые палеонтологи тут же заявили о том, что они могут быть обманкой природы, следствием каких-либо геологических процессов. Короче говоря, хотелось бы видеть кости.

Так, Тед Дэшлер (Ted Daeschler) из Филадельфийской академии естествознания считает, что новое открытие "может привести к значительным сдвигам в наших знаниях о времени и причинах эволюции тетраподов".

Однако интерпретировать цепочки следов непросто, а потому Тед ждёт новых подтверждений нынешних выводов. "Для меня одних отпечатков недостаточно для того, чтобы изменить моё представление о теории эволюции тетраподов", — говорит он.

Следы в камне, схема "шагов" животного, а также примерный вид  хозяина следов (модель построена на основе данных о Ichthyostega и Acanthostega). Отпечатки разного размера (в среднем около  15 сантиметров), некоторые в диаметре достигают 26 сантиметров.  Это свидетельствует о том, что их обладатели могли быть около  2,5-3 метров в длину (иллюстрация Nature)Следы в камне, схема "шагов" животного, а также примерный вид хозяина следов (модель построена на основе данных о Ichthyostega и Acanthostega). Отпечатки разного размера (в среднем около 15 сантиметров), некоторые в диаметре достигают 26 сантиметров. Это свидетельствует о том, что их обладатели могли быть около 2,5-3 метров в длину (иллюстрация Nature)Существует небольшая вероятность, что какие-то природные процессы лишь маскируются под следы древних существ, — добавляет Дженни Клэк (Jenny Clack), один из кураторов музея зоологии Кембриджа. — На эту мысль наводит прежде всего размер некоторых отдельных отпечатков, очень уж они большие. На первый взгляд кажется, что менее крупному животному было бы проще стать наземным".

Но Алберг настаивает на том, что следы настоящие: "В отпечатке можно разглядеть все детали, трещины в высохшей грязи, чёткие отметины, анатомические детали, видно даже, как почва выплывала из-под лап хозяина следов".

Но оставим научные споры об истинности свидетельств биологам. Что ещё нового рассказывает находка об эволюции четвероногих существ?

Следы на 10 миллионов лет старше самых древних окаменелостей elpistostegid, считавшихся "переходными звеньями" между рыбами и тетраподами. По новым данным выходит, что elpistostegid сосуществовали с четвероногими животными в течение довольно длительного времени. Впрочем, это не слишком удивительно, жили же оперённые динозавры параллельно с первыми птицами. "Кажется, теперь нам придётся изобретать общего предка тетрапод и elpistostegid", — предполагает Клэк.

Отпечаток, полученный при помощи лазерного сканирования, и  предложенная для сравнения увеличенная (!) левая задняя конечность  Ichthyostega. На рисунке справа сплошной линией показано  реконструированное очертание мягких тканей Ichthyostega.  Масштабная линейка составляет 10 мм. Обозначения: d – палец,  fe – бедренная кость, ti – большеберцовая кость (голень) ,  fi – малоберцовая кость, fib – пяточная кость (иллюстрация Nature) Отпечаток, полученный при помощи лазерного сканирования, и предложенная для сравнения увеличенная (!) левая задняя конечность Ichthyostega. На рисунке справа сплошной линией показано реконструированное очертание мягких тканей Ichthyostega. Масштабная линейка составляет 10 мм. Обозначения: d – палец, fe – бедренная кость, ti – большеберцовая кость (голень) , fi – малоберцовая кость, fib – пяточная кость (иллюстрация Nature) Учёные делают и ещё один важный вывод: переход от плавников к лапам происходил в приливной зоне или лагуне, а не в заливных лесах, как считалось ранее. Об этом свидетельствуют опять же отпечатки на местности. "Видимо, в те времена здесь был очень обширный илистый водоём или неглубокое море шириной в несколько сотен километров", — рассказывает Наркевич. К тому же оно, скорее всего, пересыхало раз в несколько лет.

Во времена среднего девона, когда древним четвероногим были  оставлены те самые следы, планета имела другой облик. Звездой  на верхнем рисунке отмечено положение на древней карте ныне  польских гор (тогда южного побережья суперконтинента Лавразия).  Ниже показано место находки на территории Польши и фото карьера  (иллюстрация Nature, Państwowy Instytut Geologiczny и  фото Grzegorz Niedźwiedzki). Во времена среднего девона, когда древним четвероногим были оставлены те самые следы, планета имела другой облик. Звездой на верхнем рисунке отмечено положение на древней карте ныне польских гор (тогда южного побережья суперконтинента Лавразия). Ниже показано место находки на территории Польши и фото карьера (иллюстрация Nature, Państwowy Instytut Geologiczny и фото Grzegorz Niedźwiedzki). Видимо, теперь придётся пересмотреть не только дату появления тетраподов, но и местность, а также причину, по которой произошёл выход на сушу.

Дело в том, что учёные в качестве модели ранних тетраподов использовали амфибий (и прежние находки их предков). В результате палеонтологи укрепились во мнении, что четвероногие происходят из пресноводной среды (дельт рек или озёр), поясняет Алберг.

Между тем именно пересыхание приливной зоны могло стать движущей силой перехода на сушу. "Когда животное, привыкшее плавать, вдруг оказывалось в условиях отсутствия воды, оно вынуждено было научиться ползать, либо умереть", — приводит слова Наркевича LiveScience.

Во время прилива ранние тетраподы могли плавать на отмели, а с отливом выходить на илистые берега и оставлять следы, подобные найденным в Польше. При этом они, вероятно, питались оставшимися после отлива живыми организмами. Дважды в день у тетраподов был своеобразный "шведский стол", при этом им не приходилось вырабатывать какие-то невероятные способности к "хождению", добыча была лёгкой.

"Достаточно было вытащить тело на осушенный берег, съесть всё, что пожелаешь, и снова втащить туловище в воду", — предполагает Алберг. Исследователи считают, что животное передвигалось, выбрасывая "руки" и "ноги" вперёд.

Кстати, идею с мелководными водоёмами поддерживает и ещё одна особенность отпечатков – отсутствие следа волочения хвоста или живота. Вероятно, эти части тела плавали близ поверхности воды.

По всему выходит, что теория поляков и шведов вполне имеет право на жизнь. Но, как уже было сказано ранее, всё подтвердят (и прояснят) только окаменелые останки тех самых хозяев следов. Группа Недзведзкого продолжает их поиск.


Источник: MEMBRANA


Опубликовано в Новости Палеонтологии

Случайные статьи

  • 1
  • 2
  • 3
  • 4
  • 5
Предыдущая Следующая

Шимпанзе в дикой природе живут дольше, чем люди в конце…

21-03-2017 Просмотров:2983 Новости Зоологии Антоненко Андрей - avatar Антоненко Андрей

Шимпанзе в дикой природе живут дольше, чем люди в конце 19 века

Антропологи выяснили, что шимпанзе в Уганде живут рекордно долго. Ожидаемая продолжительность жизни этих обезьян при рождении составляет 32,8 лет для обоих полов. Для сравнения, аналогичный показатель для мужчин и женщин...

Древний рачок привязывал к себе потомство «канатами»

05-04-2016 Просмотров:4073 Новости Палеонтологии Антоненко Андрей - avatar Антоненко Андрей

Древний рачок привязывал к себе потомство «канатами»

Ученые откопали силурийское членистоногое, которое изобрело крайне оригинальный способ заботы о потомстве. Оно подвешивало к себе молодь на длинных нитях, напоминающих веревки для воздушных змеев. Об этом говорится в статье британских...

Установлена истинная причина вымирания пещерных медведей

23-09-2010 Просмотров:8770 Новости Палеонтологии Антоненко Андрей - avatar Антоненко Андрей

Установлена истинная причина вымирания пещерных медведей

    Команда учёных, возглавляемая специалистами из института эволюционной антропологии Макса-Планка (Max-Planck-Institut für evolutionäre Anthropologie), исследовала митохондриальные ДНК 17 останков пещерных медведей. Анализ дал неожиданные результаты, биологам даже пришлось пересмотреть...

Древние мокрецы были эффективнее современных

12-10-2016 Просмотров:3421 Новости Палеонтологии Антоненко Андрей - avatar Антоненко Андрей

Древние мокрецы были эффективнее современных

Древний – не значит примитивный, уверены палеонтологи Боннского университета. Они изучали палеогеновых насекомых, сохранившихся в янтарях, и смогли лично убедиться, что жившие более 50 млн лет назад мокрецы были устроены...

У стрекоз нашли избирательное внимание

22-12-2012 Просмотров:8556 Новости Зоологии Антоненко Андрей - avatar Антоненко Андрей

У стрекоз нашли избирательное внимание

В психологии есть понятие избирательного (выборочного) внимания, под которым подразумевается способность концентрироваться на каком-то одном элементе сложного раздражителя и пренебрегать остальными. Например, когда теннисист собирается отбить летящий к нему мяч,...

top-iconВверх

© 2009-2018 Мир дикой природы на wwlife.ru. При использование материала, рабочая ссылка на него обязательна.