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
Ученые выяснили, что у рыб латимерий, которые являются классическим примером живых ископаемых, имеются рудиментарное легкое. Возможно, благодаря его уменьшенному размеру латимериям удалось дожить до наших дней.
ЛатимерияОб этом говорится в статье бразильских ученых, опубликованной в журнале Nature Communications.
Латимерии – это единственные ныне живущие представители кистеперых рыб. В ископаемом состоянии эта группа весьма разнообразна и насчитывает до 130 видов, причем возраст последних по возрасту находок составляет около 70 миллионов лет. Кистеперые рыбы долгое время считались вымершими, пока в 1938 году ихтиологи не открыли у берегов Южной Африки латимерию L. chalumnae (в конце 1990х был обнаружен еще один вид, L. menadoensis).
Поскольку в руки ученых попало считанное количество латимерий, их анатомия до сих пор плохо изучена. Чтобы восполнить этот пробел, авторы статьи изучили с помощью томографа пять стадий индивидуального развития данных рыб – от небольшого эмбриона до взрослой особи. Выяснилось, что на эмбриональной стадии латимерии обладают полностью функциональным легким, которое затем по мере развития сжимается до небольшого рудиментарного образования.
Легкое латимерии напоминает кальцифицированные структуры, которые нередко встречаются у ископаемых кистеперых рыб. Ранее ученые принимали их за плавательный пузырь, но теперь ясно, что они являются остатками легких. Следовательно, кистеперые рыбы могли обладать легкими на протяжении всей своей эволюции – их наличие помогало выживать представителям этой группы, жившим в мелководных водоемах в условиях дефицита кислорода.
Предки латимерий отказалась от полноценного легкого, перейдя к глубоководному образу жизни. Интересно, что параллельно с уменьшением легкого в ходе эмбрионального развития у них увеличивается жировой орган, который помогает регулировать плавучесть в толще воды. По-видимому, адаптации к обитанию в глубинах и помогли латимериям «пересидеть» вымирание в конце мелового периода. Все же остальные кистеперые рыбы, плававшие в небольших водоемах, погибли.
Напомним, недавно ученые выяснили, что самки латимерий моногамны. Возможно, в отличие от многих других рыб, эти живые ископаемые просто не могут найти дополнительных партнеров.
Источник: infox.ru
16-06-2010 Просмотров:9162 Новости Зоологии 
Антоненко Андрей
Новые расчеты, публикуемые журналом The American Naturalist, позволили исправить давнюю ошибку. На нашей планете, оказывается, живет не несколько десятков миллионов видов живых организмов, а «лишь» несколько миллионов. Столь крупная ошибка...
07-04-2011 Просмотров:12532 Новости Палеонтологии Антоненко Андрей
Хорошо сохранившуюся окаменелость доисторического растения обнаружили палеобиологи из США и Китая. Находка отодвигает вглубь веков всплеск разнообразия покрытосеменных растений. Доисторический «цветок» относится к эвдикотам, сформировавшим 75% сегодняшнего разнообразия покрытосеменных растений. Последних...
31-10-2010 Просмотров:9721 Новости Окенологии Антоненко Андрей
Специалисты, изучающие рыб Северного Ледовитого океана, которые по каким-то таинственным причинам не замерзают при минусовых температурах, обнаружили в них природный антифриз. В арктических рыбах обнаружен природный антифриз (фото с kalitva.ru) Температура...
02-09-2015 Просмотров:5764 Новости Палеонтологии Антоненко Андрей
Палеонтологи откопали в США древнейших ракоскорпионов. Длина тела самых крупных из них могла доходить до 170 сантиметров. РакоскорпионОб этом говорится в статье американских ученых из Университета Айовы, опубликованной в журнале BMC Evolutionary Biology. Ракоскорпионы...
20-12-2013 Просмотров:9259 Новости Микробиологии Антоненко Андрей
Группа исследователей из Токийского университета обнаружила самый маленький многоклеточный организм в мире – микроскопическую водоросль, которая обитает в пресной воде, сообщает агентство ИТАР-ТАСС со ссылкой на японские СМИ. Водоросль состоит из четырёх клеток,...
Загадки поведения колибри в воздухе во многом сложнее даже такой краеугольной проблемы бытия, как гипотетический полёт птерозавра. И дело не только в том, что самые маленькие птицы умудряются безостановочно порхать…
Ученые обнаружили в Турции древнейшие следы пчеловодческой активности. Открытие доказывает, что пчеловодами люди стали почти сразу же после перехода к оседлому образу жизни. Об этом говорится в статье британских специалистов из…
Причудливый "монстр Тулли", населявший океаны Земли примерно 300 миллионов лет назад, оказался позвоночным животным, родичем бесчелюстных рыб, а не видом червей или моллюсков, говорится в статье, опубликованной в журнале Nature. Туллимонстр Tullimonstrum gregarium"Эти существа настолько отличаются…
Ученые из Университета Орегона под руководством Тобиаса Полича (Tobias Policha) с использованием технологий 3D-печати смогли описать, как орхидея Dracula lafleuri привлекает насекомых. Оказалось, что имеет значение одновременно и внешний вид, и запах…
Наука предлагает считать менопаузу у человека способом примирить эволюционно-генетические интересы разных поколений женщин. Менопауза позволяет женщинам разных поколений не конфликтовать друг с другом в заботе о потомстве (фото John Smith)Исследователи из…
Новый вид ихтиозавров, найденный в окрестностях Москвы, только что описали российские палеонтологи. Рыбоящер жил в юрском периоде и был частым гостем морских глубин. Он мог погружаться на глубину свыше полукилометра,…
Группа биологов под руководством Ларен Гонсалес (Lauren A. Gonzales) из университета Дьюка (США) исследовала череп викториапитека – обезьяны, жившей примерно 15 млн лет назад, и пришла к выводу, что эта…
Изучив более 50 тысяч гиен в Кенийском заповеднике Масаи Мара, ученые поняли, какие социальные связи определяют жизнь клана гиен — оказалось, что важнее всего дружба. Подробности опубликованы в журнале Ecology Letters. ГиеныГиены — животные,…
Три́ба или, реже, коле́но (лат. tribus) — ранг таксона в биологической систематике, стоящий в иерархии систематических категорий ниже семейства и выше рода. В некоторых случаях применяются производные ранги: надтриба (лат. supertribus) —…
Вверх