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) 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) 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)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)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".

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) 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.

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

    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 причины вымирания Ursus spelaeus. 

В нынешнем исследовании были использованы кости, найденные в Сибири, Центральной Европе, на Украине и Пиренейском полуострове. На снимке: реконструкция охоты пещерного медведя на древнего лосося (фото с сайта dailymail.co.uk) Пещерный медведь населял Европу ещё 24 тысячи лет назад. Впрочем, на отдельных территориях ему посчастливилось продержаться на несколько тысячелетий дольше. 500-киллограммовый гигант обитал в известняковых пещерах и питался в основном растительностью.

Прежние исследователи генома U. spelaeus не пытались выяснить, отчего вымер пещерный мишка, поддерживая популярную теорию о дурном влиянии климата. Нынче группа учёных полагает, что виноват человек (иллюстрация RockCreek) Нынешняя группа учёных изучила генетические подписи найденных останков и установила, что уменьшение популяции началось примерно 50 тысяч лет назад. Гораздо раньше, чем считалось до сих пор. А это означает, что причиной вымирания не могло стать изменение климатических условий.

Однако в те времена началось активное расселение людей по территории Европы. Сравнение данных по мтДНК и радиоуглеродного анализа показало, что уже к 35 тысячам лет назад представителей вида Ursus spelaeus стало гораздо меньше. Вероятно, причиной постепенного исчезновения пещерного медведя стала борьба людей и животных за территорию, а также за укрытие, считают учёные.

Чтобы понять, отчего пещерные медведи вымерли, а их собратья, современные бурые медведи (Ursus arctos), выстояли, генетики также сравнили генетические данные 59 особей Ursus spelaeus (время жизни между 60 и 24 тысячами лет назад) с мтДНК 40 представителей вида Ursus arctos (от 80 тысяч лет назад и до наших дней).

В результате учёные пришли к выводу, что климатические изменения ускорили исчезновение и без того страдающих пещерных медведей – обледенение (25-18 тысяч лет назад) могло лишить животных убежищ. Менее "требовательным" бурым медведям было проще залечь в спячку.

Статья авторов опубликована в журнале Molecular Biology and Evolution. Узнайте также о причинах вымирания мамонтов и рогатых черепах. 

Источник: MEMBRANA

    Учёные из австралийского университета Гриффита (Griffith) при поддержке новозеландских коллег выяснили: самой тонкой (относительно размеров и веса птицы) и хрупкой скорлупой, как ни парадоксально, обладали яйца вымерших новозеландских гигантов моа. 

Мы рассказывали о происхождении моа. Эти вымершие гиганты приходятся прямыми родственниками современным страусам и эму (чьё яйцо здесь представлено для сравнения вместе с большим яйцом моа) (фото Museum of New Zealand Te Papa Tongarewa). Хотя до наших дней дошли 36 целых яиц моа, на текущий момент учёные смогли определить видовую принадлежность только трёх из них. Авторы нового исследования решили вплотную заняться этим вопросом и проанализировали ДНК из костей разных видов моа, а затем сравнили результаты с геномом, извлечённым из яичной скорлупы.

Одиннадцать известных видов моа варьировались в размерах от индейки до двух с половиной метров в высоту. Чаще всего под "моа" в обыденной речи понимают именно два гигантских их вида. Все эти птицы вымерли вскоре после заселения Новой Зеландии маори в конце XIII века. Так что на снимке вверху справа не настоящая птица, а, увы, реконструкция (иллюстрации messybeast.com, dunhghall/deviantart.com, Iman Lissone) Учёным удалось обнаружить соответствия с образцами ДНК семи видов моа. Например, яйца оливкового оттенка принадлежали Megalapteryx didinus, жившим в гористых районах Южного острова. Также палеонтологи выявили удивительный факт: оказывается, яйца с самой тонкой скорлупой несли как раз представители двух гигантских видов – Dinornis robustus и Dinornis novaezealandiae.

Толщина твёрдой оболочки их яиц немыслимо мала – 1,41 и 1,06 миллиметра (для сравнения, скорлупа страусиного яйца насчитывает в толщину 6 мм). Это рекорд для птах такой солидной массы, как существующих, так и уже вымерших.

Поясним, самки гигантских видов моа весили до 250 килограммов, однако высиживали птенцов самцы, бывшие втрое легче. Это распределение ролей подтверждается обнаружением на внешней стороне яиц образцов ДНК мужских особей. Тем не менее при такой скромной толщине скорлупы процесс высиживания даже "лёгкими папами" представляется просто загадочным.

Статья учёных опубликована в PNAS. Читайте также об исследовании ДНК злейшего врага моа – гигантского орла Хааста.

Источник: MEMBRANA

    Теропод Concavenator corcovatus может стать одним из ключей к происхождению птиц, вернее, одной из самых ярких их особенностей — перьев. Так считают Франциско Ортега (Francisco Ortega) из испанского национального университета дистанционного обучения (UNED) и его коллеги.

Почти полный скелет шестиметрового существа (его фрагменты показаны здесь) датирован барремским веком (130-125 миллионов лет назад) мелового периода. Нашли рептилию в центральной Испании (фото Francisco Ortega et al./Nature )Палеонтологи обнаружили на локтевой кости ящера серию бугорков, идентичных образованиям на костях современных птиц. Это места крепления перьев. Точно по такому же принципу, кстати, учёные ранее "диагностировали" пернатость велоцираптора, жившего 83-70 миллионов лет назад.

Пять выступов на кости нового динозавра (вверху) схожи с "крепёжными" образованиями на кости современного грифа-индейки (внизу) (фото Francisco Ortega et al./Nature) Самый древний пернатый динозавр, заметим, это Anchiornis huxleyi, датированный 155-160 миллионами лет (о нём мы детально рассказывали). Были и другие интересные экземпляры: дино-павлин примерно такого же возраста, 128-миллионолетний ядовитый охотник и 120-миллионолетний живой биплан. Но находка Concavenator corcovatus стоит особняком.

Дело в том, что форма и текстура костей позволили отнести Concavenator corcovatus к примитивным кархородонтозаврам, членам надсемейства Allosauroidea, а представители последнего ещё никогда не демонстрировали наличие перьев, уточняет Nature. Предыдущие же пернатые дино принадлежали к большому таксону целурозавров.

А поскольку данная особенность анатомии вряд ли развилась независимо у двух линий ящеров, генеалогическое древо обеих групп позволяет отследить перья вплоть до ранних представителей клады Neotetanurae, живших 175-161 миллион лет назад. "Мы отодвинули в прошлое момент, когда появились птицеподобные структуры", — поясняет Ортега.

Дополнительный шарм находке добавляет вторая особенность, заинтересовавшая биологов едва ли не больше перьев. 11-й и 12-й позвонки животного сильно вытянуты вверх, что говорит о наличие горба или гребня. Сам гребень был сравнительно коротким, в то время как у ряда других ящеров он тянулся вдоль спины. Но главное – тут он смещён куда ближе к хвосту.

Ряд деталей окаменелостей заставил палеонтологов предположить, что передние конечности Concavenator corcovatus украшали именно перья или их примитивный аналог, а не некие иные структуры из кератина вроде выступающей чешуи или щетины. Но для окончательного вывода желательно обнаружить другие древние создания с аналогичными структурами. Назначение гребня остаётся тайной. Варианты: теплорегулирование (правда, команда не нашла тут признаков хорошего кровоснабжения), украшение (знак для взаимного распознавания), накопление веществ (как горб верблюда). (Узнайте о том, как реконструировали цвет протоперьев динозавров и ранних птиц.)

Источник: MEMBRANA