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.
Летом 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.
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.
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 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.
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.
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
Великолепно сохранившиеся останки тиктаалика, предполагаемого "переходного звена" между рыбами и четвероногими животными, помогли палеонтологам выяснить, что "сухопутные" задние конечности появились уже среди рыб, а не у древнейших земноводных, говорится в статье, опубликованной в журнале Proceedings of the National Academy of Sciences.
Тиктаалик"Наши старые теории гласили, что мы перешли от "переднеприводного" движения, характерного для рыб, к "полноприводному" движению уже после появления четвероногих животных. Похоже, что этот переход начался еще среди рыб, до выхода их потомков на сушу", — заявил Нил Шубин из университета Чикаго (США), открывший тиктаалика в 2004 году.
Так могли выглядеть древние рыбы в представлении Нила ШубинаПервая находка Шубина и его коллег не была полной — им удалось найти лишь череп, ребра и передние конечности тиктаалика. Открытие тиктаалика стало поистине революционным — его гибкая шея, примитивные легкие и широкая грудная клетка позволили палеонтологам признать его "переходным звеном" между рыбами и первыми четвероногими животными.
Группа Шубина продолжила раскопки на острове Элсмир, где был впервые найден тиктаалик, в попытке заполучить более полную версию окаменелости. За прошедшие десять лет ученым удалось найти еще четыре окаменелости, часть из которых содержала в себе фрагменты костей нижних плавников и других частей скелета.
Объединив эти останки, палеонтологи пришли к удивительному выводу — тиктаалики обладали неким подобием таза и других костей, которые поддерживают задние конечности животных и позволяют им двигаться. Данный факт позволяет с уверенностью говорить, что "полноприводная" манера движения начала развиваться уже среди рыб.
"Есть все основания полагать, что эти крупные задние плавники позволяли тиктаалику плавать, как лодка. С другой стороны, он мог использовать их и для шагания во время вылазок на сушу. Африканские двоякодышащие рыбы обладают схожими конечностями, и они умеют "бегать" по дну, что мы продемонстрировали еще в 2011 году", — заключает Шубин.
Источник: РИА Новости
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 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".
ТактааликСотни 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" "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
06-10-2012 Просмотров:13298 Новости Палеонтологии 
Антоненко Андрей
Гадрозавры из всех когда-либо существовавших животных были лучше всего приспособлены к измельчению растительной пищи. Зубы гадрозавраАмериканские палеонтологи из Университета Флориды установили, что зубы утконосых динозавров (гадрозавров) были лучше приспособлены к перетиранию...
10-02-2014 Просмотров:8892 Новости Нейробиологии Антоненко Андрей
Мы знаем, что левая и правая половины мозга работают по-разному. Но как это «по-разному» сказывается на эффективности? «По-разному» ведь не обязательно значит, что для мозга это лучше, что асимметричный мозг...
18-03-2013 Просмотров:10211 Новости Палеонтологии Антоненко Андрей
Палеонтологи нашли первые окаменелые следы яйцеклеток у древних ископаемых птиц, обнаружив, что уже 120 млн лет назад птицы значительно отличались от своих предков. Подобно современным пернатым, они довели число яйцеводов...
19-08-2014 Просмотров:7732 Новости Палеонтологии Антоненко Андрей
Палеонтологи обнаружили в Бразилии залежи костей птерозавров. Их изучение позволило проследить за индивидуальным развитием этих мезозойских летающих рептилий. Оказалось, что птерозавры начинали летать уже с самого раннего возраста. Описание находки, сделанной...
16-04-2015 Просмотров:8823 Новости Зоологии Антоненко Андрей
Биологи установили, что некоторые популяции шимпанзе в Африке ведут себя точно так же, как древние люди. Они изготовляют копья и выходят с ними на охоту. ШимпанзеОб этом говорится в статье британских...
Палеонтологи обнаружили крупное местонахождение морских рыб, живших на территории Саратовской области около 80 млн лет назад. Это первое описание комплекса морских рыб из меловых отложений России, сообщил ТАСС в воскресенье…
Одна из групп динозавров использовала для драки собственные головы, бодаясь не хуже современных баранов. Доказать это ученым удалось после тщательного изучения повреждений окаменевших черепов. Схватка пахицефалозавров В наше время довольно сложно…
Учёные из Японии и Тайваня доказали, что определённое направление закрутки раковины улиток Satsuma обеспечивает моллюскам надёжную защиту от змей. Змея Pareas iwasakii нападает на улитку (иллюстрация из журнала Nature Communications) Все…
Ученые нашли в бирманском янтаре необычного жука-стафилиниду, который превратил свои антенны в грабли, приспособленные для ловли мелких прыгающих ногохвосток. Описание находки, подготовленное китайскими специалистами, опубликовано в журнале Scientific Reports. Cascomastigus monstrabilisВ последнее…
Нейрофизиологи обнаружили, что собаки хорошо понимают значение некоторых слов и различают интонации, с которыми они были сказаны, используя те же половины мозга для обработки речи, что и человек, говорится в статье, опубликованной в журнале Science. "Когда наш…
Морские бактерии Shewanella oneidensis используют для дыхания неорганические субстраты, к примеру, минералы, сложенные из оксидов железа. Минерал, словно это наш кислород, служит для бактерий окислителем: на него переносятся электроны изнутри…
Биологи разобрались с эволюцией хвостов. Оказалось, что хвост современных рыб и хвост четвероногих животных возникли из двух разных половин одного и того же предкового хвоста. На переднем плане, мордой вправо -…
Древние морские рептилии – плезиозавры – не плавали под водой подобно рыбам, китам или даже выдрам. Хотя у них было целых четыре крупных плавника, их способ передвижения больше напоминал подводный…
Подцарство: Протисты, простейшие Оглавление 1. Введение 2. Среда обитания 3. Строение простейших 4. Передвижение простейших 5. Питание и обмен веществ у простейших 6. Раздрожимость 7. Ядра простейших и их размножение 8. Роль простейших в природе 1. Введение Рис. 1.1. ПротистыПротисты (др.-греч. πρώτιστος «самый первый, первейший»), или простейшие (рис.1.1) —…
Вверх