Находки окаменевшей мускулатуры считаются в палеонтологии уникальным, из ряда вон выходящим событием. Образец девонской рыбы с сохранившимися мышцами живота, обычно встречающимися лишь у наземных тетрапод, оказался удивительным вдвойне.

Панцирная рыба Неожиданная находка была сделана международной группой ученых, исследующих фауну австралийской формации Gogo. В породах девонского периода они обнаружили окаменевшие остатки панцирной рыбы с сохранившейся мускулатурой тела. Этот образец оказался дважды уникальным – и как единственный в мире пример сохранности мягких тканей возрастом 380 млн лет, и как первая в мире находка окаменевших мышц у представителей класса Placodermi.

 Напомним, что плакодермы, широко известные под неформальным названием "панцирные рыбы", считаются одними из первых изобретателей настоящих челюстей, сформированных жаберными дугами – именно у плакодерм они появились еще на заре истории позвоночных. Расцвет панцирных рыб пришелся на середину палеозойской эры, когда они распространились практически по всему миру. Однако уже к каменноугольному периоду эта группа полностью исчезла из геологической летописи.

 Образец плакодермы с сохранившимися мышцами, найденный на северо-востоке Австралии, изучали в лаборатории Европейского центра синхротронного излучения. Как показали полученные данные, у древнего панцирного существа имелись отлично развитые шейные мускулы, которые не встречаются у живущих сегодня рыб, в том числе и акул, считающихся наиболее близкими к плакодермам среди современных животных.

 Еще больше удивили палеонтологов накачанные мышцы живота. До последнего времени брюшной пресс считался исключительной привилегией сухопутных тетрапод и их вторичноводных потомков. По мнению исследователей, мускулистый живот панцирных рыб указывает на их тесные родственные взаимосвязи с первыми вышедшими на сушу четвероногими, сообщает Examiner.

 "Мы никак не ожидали встретить у этой рыбы мышцы, да еще мышцы живота. Дело в том, что даже современные рыбы при плавании в основном изгибают тело вбок и двигают хвостом влево-вправо, так что их мускулатура расположена по бокам, – отметил доктор Гэвин Янг с геологического факультета Австралийского национального университета. – Что интересно, когда мы стали искать аналоги этим мышцам, то они нашлись лишь… у наземных животных".

 Палеонтолог напомнил, что к настоящему времени науке известно несколько примеров ископаемых мягких тканей древних рыб. Среди них нервные и мышечные клетки, старейший из окаменевших эмбрионов позвоночных и даже древняя пуповина. Возможно, что следы мягких тканей присутствовали и в нескольких других образцах древних рыб, но те были уничтожены во время травления кислотой в ходе камерального изучения.

 Ведущий автор исследования, профессор австралийского университета Кертина Кейт Тринайстик призналась, что ученые были буквально ошеломлены, обнаружив у панцирных рыб самый настоящий брюшной пресс.

 "Ничего подобного никогда еще не встречалось нигде в мире. Мы на самом деле нашли мышцы, и мы нашли их в таком количестве и сохранности, что впервые можем нанести на схему всю мускулатуру этой рыбы, – сообщила она. – Прежде мышцы живота считались изобретением наземных животных, но наше открытие показывает, что они появились гораздо раньше в эволюционной истории. Это говорит нам, что примитивные – еще не значит простые. Эти рыбы имели уникальную и сложную мускулатуру, которая не встречается у современных рыб".

 Напомним, что у позвоночных обитателей суши брюшной пресс защищает внутренние органы и помогает держать осанку. Для чего он понадобился закованным в костяную броню обитателям девонских морей, пока не вполне ясно.

 Статья, описывающая сохранившуюся мускулатуру панцирных рыб, опубликована в журнале Science.

Источник: PaleoNews

Уникальной палеонтологической находкой поделились специалисты  Хакасского заповедника: в одном из районов республики они  обнаружили выход на поверхность пород с отпечатками  лепидодендронов – растений, покрывавших планету в девонский и  каменноугольный периоды истории Земли, задолго до появления  динозавров.

Каменноугольный месГорный массив Уйтаг в Аскизском районе Хакасии представляет собой  многослойные скальные породы, расположенные, как страницы  вертикально стоящей книги. Таким образом, окаменелости находятся  на поверхности и их можно разглядеть невооружённым глазом.   Возможно, такие же отпечатки растений, но скрытые под землёй,   могут находиться и на территории самого заповедника «Хакасский».   «Тем ценнее и интереснее находка», – считает младший научный  сотрудник заповедника Светлана Лебедева, участвовавшая в  экспедиции на Уйтаг.

«Экспонат», о котором идёт речь – это гигантский предок весьма  невзрачных ныне плаунов, растений с ползучими стеблями и  вертикальными побегами, произрастающих на влажной и заболоченной  почве лесов или тундры. В отличие от них, лепидодендрон имел  форму деревьев, высота которых составляла от 10 до 35 метров, а  диаметр ствола – до одного метра. Его ископаемые образцы плотно  усыпаны рубцами от опавших листьев, и имеют уникальную  поверхность, напоминающую кожу змеи или аллигатора.

Источник: Научная Россия

Окаменелости, принадлежащие неизвестному прежде виду палеозойских рыб – акантод, обнаружили в музейных коллекциях палеонтологи из Испании и Германии. Новый вид, описанный ими под именем Machaeracanthus goujeti, приходится предком одновременно и современным акулам, и костистым рыбам.

Machaeracanthus goujeti Махеракантусы жили 408 млн лет назад в теплом и неглубоком океане, плескавшемся на месте современной северо-восточной Испании. По мнению ученых, они не уплывали далеко от материка, занимая экологическую нишу прибрежных хищников.

 "Иными словами, они обитали в мелководном и соленом эпиконтинентальном бассейне, и вполне возможно, что именно эта территория служила им кормовой базой", – рассказал автор исследования, профессор палеонтологии университета Валенсии Эктор Ботелла.

 Судя по найденным чешуйкам и костям, средние Machaeracanthus не превышали метра длиной. Впрочем, отмечает Science News, судить об этом точно пока не возможно, потому что ни целых скелетов, ни полных отпечатков ученые не нашли, а весь материал, хотя и довольно обильный, довольно разрознен и принадлежит молодым особям. "Бывают мелкие животные с крупными костями, и наоборот, так что наша оценка размеров этой рыбы довольно приблизительна", – признался Ботелла.

 "Новый вид, который мы называем Machaeracanthus goujeti, относится к группе Acanthodii, о которой известно очень мало. Это открытие расширяет наши знания о биоразнообразии, существовавшем на полуострове 408 млн лет назад, когда современная провинция Теруэль была покрыта морем", – добавил испанский палеонтолог.

 Напомним, что акантоды (Acanthodii или Acanthodei), по-русски иногда называемые колючкозубыми акулами, на самом деле к акулам не принадлежат, а совмещают в себе признаки как хрящевых, так и настоящих костистых рыб. Это обстоятельство дало повод Майклу Коутсу из Чикагского университета считать их общими предками и тех, и других. Акантоды появились на самом раннем этапе развития челюстноротых рыб, и полностью исчезли в начале пермского периода.

Источник: PaleoNews

400 млн лет назад в первобытном океане обитала бесчелюстная рыба Euphanerops. Ко всем прочим странностям этого существа теперь прибавилась пара плавников, расположенная позади его ануса.

Ископаемый образец Euphanerops (фото Robert Sansom).«Обычно у рыб по два грудных и брюшных плавника, а также один анальный, — напоминает ведущий автор открытия Роберт Сэнсом из Лестерского университета (Великобритания). — А Euphanerops не имеет спаренных плавников в области груди или брюха, зато у него пара анальных. Насколько мне известно, это единственное создание с подобной особенностью. Оно уникально».

Euphanerops, реконструкция (изображение авторов работы).Euphanerops жили в девонском периоде, который из-за плодовитой эволюции рыб порой так и называется — «век рыб». Бесчелюстные рыбы того времени обычно располагали лишь одиночными плавниками и больше напоминали угрей. Теперь вы понимаете, как удивились учёные, изучая образец, найденный в Квебеке (Канада).

Хотя плавники, без сомнения, каким-то образом влияли на способ передвижения рыбы, г-н Сэнсом и его коллеги не спешат приписывать им определённую функцию.

Интересно другое: именно в девонском периоде стали появляться наши ранние предки, челюстные позвоночные, которые со временем выработали привычное нам строение тела с двумя руками (плавниками, крыльями). «А всё, что было у бесчелюстных рыб, — это хвост и спинные плавники, — поясняет г-н Сэнсом. — Для парных образований необходима совершенно иная модель развития».

Вот почему Euphanerops начинает выглядеть как очень важное звено нашей собственной эволюции. У него появляются парные плавники как раз в тот период, когда стали возникать челюстные позвоночные. Возможно, именно благодаря таким, как он, у нас сегодня есть две руки и две ноги.

Результаты исследования опубликованы в журнале Biology Letters.

Источник: КОМПЬЮЛЕНТА

На территории американского штата Нью-Йорк обнаружены останки трилобита Eldredgeops rana с пятнистой окраской.

Трилобит Eldredgeops rana.Ведущий автор исследования Кристофер Макробертс из Университета штата Нью-Йорк в Кортленде (США) отмечает, что пятна на экзоскелете трилобитов впервые заметили столетие назад, но в 1960–80-х годах было доказано, что это либо следы минералов (например, пирита), проникших туда в процессе фоссилизации, либо отметки внутренних образований (скажем, мест, в которых к скелету крепились мышцы).

Поначалу г-н Макробертс и его коллеги тоже решили, что пятна, обнаруженные на девонском образце возрастом 360 млн лет, представляют собой пирит, однако химический анализ не выявил никаких минеральных включений. «Веснушки» бежали практически по всей длине экзоскелета, а также под глазами и никак не были связаны с мышцами. В нижней части каждого пятна были видны маленькие поры. Анализ показал, что за миллионы лет они не изменились, а потому можно считать, что трилобит располагал ими при жизни.

Затем выяснилось, что пятна в действительности представляют собой сферы, заполненные крошечными кристаллами кальцита. Они бесцветны, но исследователи полагают, что экзоскелет в целом обладал какой-то окраской, и тогда трилобит должен был выглядеть очень красиво: с рядком белых пятен на цветном панцире. Возможно также, что эти пятна обнажали эпидермис под скорлупой. И не исключено, что пятна лучше отражали свет, а потому казались ярче остальной поверхности тела.

Действительно, некоторые современные ракообразные несут белые пятна, а также имеют яркую и радужную «маркировку», однако они создаются иным способом.

Но зачем трилобитам такая раскраска? Г-н Макробертс полагает, что это был своего рода камуфляж. Возможно, таким образом внешний вид животного менялся настолько, что хищник его не распознавал. Конечно, знать наверняка невозможно.

Результаты исследования опубликованы в журнале Geology.

Источник: КОМПЬЮЛЕНТА

2.5. Животный мир девонского периода

    Девонский период (417 ± 2,8 - 354 ± 2,5 млн. лет назад)

Рис. 2.5.1. Животный мир девонского периода.Девонский период (рис. 2.5.1) был временем величайших катаклизмов на нашей планете. Европа, Северная Америка и Гренландия столкнулись между собой, образовав огромный северный сверхматерик Лавразию. При этом с океанского дна были вытолкнуты кверху огромные массивы осадочных пород, сформировавшие громадные горные системы на востоке Северной Америки и на западе Европы. Эрозия поднимающихся горных хребтов привела к образованию большого количества гальки и песка. Из них сформировались обширные отложения красного песчаника. Реки выносили в моря горы осадков. Образовывались широкие болотистые дельты, что создавало идеальные условия для животных, дерзнувших сделать первые, столь важные шаги из воды на сушу.

Рис. 2.5.2. Реконструкция морского дна девонского периода.    В начале девонского периода на Земле появилось великое множество самых разнообразных рыб (рис. 2.5.2). Среди них были рыбы в костном панцире, в чешуе: с челюстями, и без челюстей; с хрящевым скелетом, и с костным хребтом (рис. 2.5.3). Плавники у одних рыб состояли из жестких лучей, у других были мясистые и мускулистые.

Девонские бесчелюстные рыбы (агнаты) не имели настоящих челюстей и зубов. Их скелеты были не костные, а хрящевые, однако большинство из них покрывают костный панцирь. Называют этих существ остракодермами (рис. 2.3.12). Создается впечатление, что первоначально кости возникли в качестве защитного покрова и лишь затем трансформировались в опорный скелет. У многих остракодерм были сплошные костные головные щиты, но в девонский период развились и такие их виды, у которых панцирь состоял из ряда полос, перемежаемых более мелкими чешуйками. Это обеспечивало рыбам большую гибкость и подвижность в воде. Чешуйки образовывались примерно так же, как зубы современных позвоночных: полость, наполненную мягкой пульпой, окружало твердое вещество — дентин. У некоторых остракодерм были чешуйчатые плавники, а у иных даже непарный дорсальный плавник (на спине), анальный плавник (за хвостом) и парные грудные плавники (прямо за головой) — они играли роль стабилизаторов при плавании.

Рис. 2.5.3. Рыбы девонского периода.Донные отложения буквально кишели остракодермами с приплюснутыми телами. Они зарывались в ил при помощи своих головных щитов и высасывали оттуда детрит. Остракодермы, похожие на угрей, свободно плавали в воде, фильтруя ее или всасывая в себя мелкие организмы. У всех этих примитивных рыб не было челюстей, но многие имели вокруг ротовых отверстий костные пластины, приводимые в движение мышцами. Большинство остракодерм были невелики, однако нтераспиды, закованные в толстый панцирь, достигали в длину 1,5 м.

Рис. 2.5.4. Минога.Лишь немногие бесчелюстные рыбы дожили до наших дней. Таковы миноги (рис. 2.5.4) и миксины, длинные угреобразные рыбы. У них не сохранилось никаких следов костного панциря или хотя бы костных пластин. И те и другие — хищники. Миноги в основном паразитируют на других рыбах, а миксины поедают трупы морских животных, опускающиеся на океанское дно.

    В конце ордовикского периода у некоторых рыб развились челюсти, и они превратились в активных хищников. Ученые полагают, что некоторые из жестких дуг, поддерживавших жабры, постепенно превратились в челюсти, а из пластин, окружавших ротовое отверстие, образовались зубы. В одну из новых групп — так называемых плакодерм (пластинчатокожих рыб) — входили крупнейшие морские рыбы того периода, в том числе свирепые хищники дунклеостеи (рис. 2.5.5), длиной до 3,3 м. В верхней челюсти у них вместо зубов имелись ряды небольших пластинок. Постоянно соприкасаясь с нижней челюстью, эти пластинки так сильно заострили ее край, что рыбы смогли обеими челюстями кусать и раздавливать добычу. Массивные "бронированные" головы плакодерм гибко сочленялись с туловищем, и они, раскрывая пасть, могли закидывать голову назад. Плакодермы заполонили озера, реки и океаны, охотясь за добычей, которая прежде была не по зубам ни одному хищнику.

Рис. 2.5.5. Дунклеостея.Однако в это же время эволюция породила еще более высокоорганизованных хищников — акул. Древние акулы с широкими плавниками и обтекаемыми телами стремительно рассекали воды девонских морей. Их острые зубы постоянно замещались новыми рядами, выраставшими позади старых. Родственники акул, скаты, бесшумно скользили над морским дном, выслеживая ничего не подозревающих рыб и моллюсков.

    И тем не менее одновременно с акулами в морях начала распространяться еще более перспективная группа рыб — костные рыбы (остеихтии). К этой группе принадлежит большинство современных рыб. У этих рыб, пока они растут, хрящевые скелеты заменяются костными. Плавников у них две пары — грудные и тазовые, что помогает им легче двигаться: к примеру, они могут изгибаться, поворачивать или тормозить.

Кроме того, у костных рыб есть еще одно, крайне важное, преимущество: так называемый плавательный пузырь. Это своего рода мешочек, наполненный газом, позволяющий рыбе менять плотность своего тела в зависимости от уровня давления воды на разных глубинах. Регулируя содержание газа в пузыре, костные рыбы могут плавать на любой глубине.

Рис. 2.5.6. Живое ископаемое: кистеперая рыба -латимерия.С момента возникновения первые костные рыбы начали эволюционировать по двум основным направлениям и разделились на лучеперых (актинонтеригии) и кистеперых (саркоптсригии) рыб (рис. 2.5.6). От вторых сегодня остались лишь двоякодышащие рыбы и редкие целаканты. Большинство же современных костных рыб относится к лучеперым рыбам: их плавники "надеваются" на ряды жестких стержней, или лучей, состоящих из костного или хрящевого вещества. Такие плавники не имеют собственных мышц и приводятся в движение мышцами, расположенными в боках туловища. У кистеперых рыб плавники мясистые, опирающиеся па костную основу. Их парные плавники приводятся в движение мускулами, воздействующими непосредственно на скелетную ось.

В конце девонского периода многие группы рыб вымерли, как и многочисленные семейства кораллов, плечепогих и аммонитов. Их места заняли новые виды животных, появившиеся уже в следующем, каменноугольном периоде.

    В девонский период дотоле безжизненная суша постепенно покрывалась ковром зеленой растительности, наползавшей на нее со стороны моря. В начале девона суша являла собой совокупность голых бесплодных материков, окаймленных теплыми мелкими морями и болотами, а ближе к концу обширные области её уже поросли густыми девственными лесами.

Само собой разумеется, что столь богатые пищевые ресурсы не могли оставить равнодушными армию животных, и они устремились на покорение новой "земли обетованной". В глинистых сланцах близ Райни обнаружено множество останков артроподов (членистоногих беспозвоночных).

Крохотные клещи, длиной меньше 0,5 мм, жадно сосали сок растений. А на них, в свою очередь, охотились миниатюрные, почти 3-миллиметровые, паукообразные животные. Примитивные бескрылые насекомые, похожие на чешуйниц, поедали останки мертвых растений. В мелкой воде сновали креветки, охотясь за микроорганизмами, которых здесь было в изобилии из-за питательных веществ, содержавшихся в гниющих растительных останках, смываемых в водоемы.

Рис. 2.5.7. Охота птеригота на бронтоскорпио.Вскоре за всей этой мелочью последовали более грозные хищники - предшественники скорпионов (рис. 2.5.7). Вероятно, предками скорпионов были животные вроде эвриптерид, разбойничавших в морях и озерах еще со времен ордовика. Широкие щитообразные головы и сегментированные тела эвриптерид зачастую сужались к хвосту и заканчивались длинным и узким шипом. Палеонтологи считают, что жили они на морском дне, поэтому у многих из них были и ноги для ходьбы, и веслообразные конечности для плавания. Передние конечности некоторых эвриптерид заканчивались мощными клешнями, которые они держали перед собой подобно скорпионам. Для хищников чрезвычайно важно хорошее зрение, и эвриптериды обладали большими сложными глазами. К началу девона появились эвриптериды внушительных размеров - до 2 м в длину. Очевидно, они принадлежали к числу наиболее крупных морских хищников той эпохи. И уж во всяком случае, эвриптериды — крупнейшие из всех известных нам членистоногих. По одной из теорий, предпологается, что самые первые эвриптериды на спине несли спиралевидные раковины, которые играли роль увлажнителя для их жабр. Такое строение тела позволяло древним животным делать короткие набеги на сушу исследуя пляжи. [1] 

    Обширные болота, возникшие на Земле к концу девонского периода, доставляли своим обитателям немало хлопот. Ведь теплая вода содержит меньше кислорода, чем холодная, поэтому там, где в мелкой воде скапливается слишком много водных организмов, им очень скоро перестает хватать кислорода. Большинство примитивных костных рыб заглатывали воздух на поверхности воды. Тонкие кровеносные сосуды, обрамлявшие их горло, поглощали кислород непосредственнее из воздуха. Со временем у первых костных рыб развились легкие, которые могли наполняться воздухом, и появились ноздри, через которые они этот воздух вдыхали. В дальнейшем у большинства групп костных рыб легкие преобразовались в плавательный пузырь, однако для многих обитателей болот они оставались бесценными именно в качестве кислородного резервуара.

Рис. 2.5.8. Двоякодышащая рыба.
В наши дни двоякодышащие рыбы — живые ископаемые (рис. 2.5.8). К ним относятся кистеперыс рыбы, встречающиеся ныне в Африке, Австралии и Южной Америке, то есть на тех материках, которые в девонский период объединялись в громадный южный сверхматерик Гондвану. Эти рыбы живут в мелкой стоячей воде, периодически заглатывая воздух на ее поверхности.

У кистеперых рыб имелась одна пара плавников сразу за головой и еще одна пара перед хвостом. Если вы понаблюдаете, как передвигаются тритон или саламандра, то наверняка заметите, что при ходьбе они изгибаются всем телом из стороны в сторону, в точности как рыбы. Это вовсе не совпадение. Похоже плавали и кистеперые рыбы, используя свои плавники в качестве весел для создания дополнительной "тяги". Точно так же плавают и ныне живущие целаканты. Чтобы придать надежную опору плавникам, у кистеперых рыб со временем выработались специальные костные структуры. Они устроены по тому же принципу, что и кости конечностей современных наземных позвоночных.

     Итак, все было готово к появлению земноводных позвоночных животных, одну часть жизни проводящих в воде, а другую — на суше.

Считается, что земноводные произошли от одной из групп хищных кистеперых рыб, называемых рипидистиями. Чтобы перейти от жизни в воде к жизни на суше, земноводные должны были научиться приподнимать свои тела над землей, дабы они могли ходить. Для этого было необходимо, чтобы тазовый пояс, связывающий конечности с позвоночником, прочно с ним скреплялся. Кроме того, череп должен был отделиться от плеч, иначе он сильно сотрясался бы при ходьбе или тем более беге. При водном образе жизни хребет животного служил опорой мышцам, задействованным при плавании, однако при этом все его тело надежно опиралось на воду. На суше этой опоры не было, и вся структура тела должна была серьезно измениться, чтобы оно не оседало на землю между ног.

Рис. 2.5.9. Скелеты кистеперой рыбы и первого земноводного — ихтиостеги.Костям, которые образовывали каркас мясистых плавников кистеперых рыб, отныне предстояла куда более сложная работа. Новые конечности должны были поворачиваться книзу, то есть им надлежало быть гибко сочлененными в плече. Локтевые и кистевые суставы стали более развитыми, дабы конечности могли наклоняться, отталкиваться и сгибаться — словом, совершать все движения, необходимые при ходьбе. Костная структура кисти сделалась более "разлапистой" и увеличила ее опорную поверхность, что позволило равномернее распределять вес животного на суше (рис. 2.5.9).

Первые земноводные, по всей видимости, вели преимущественно водный образ жизни, питаясь рыбой и различными беспозвоночными. Благодаря способности дышать воздухом они, очевидно, прекрасно чувствовали себя в болотах. Однако бурное развитие насекомых открывало для их питания новые заманчивые перспективы, к тому же крупных хищников на суше еще не было. Современным земноводным по-прежнему приходится возвращаться в водную среду, чтобы отложить мягкие икринки, из которых затем вылупятся рыбоподобные головастики — живое свидетельство их "рыбьего" происхождения. [2]

Рис. 2.5.10. Рыба Panderichthys rhombolepis.     385 миллионов лет назад на доисторическую арену вышли необычные рыбы — пандерихты (рис. 2.5.10), сходные по некоторым признакам с амфибиями. Это метровые рыбы из группы рипидистий, которых ранее вместе с латимерией называли кистеперыми. Длинные, но с коротким хвостом, пандерихты обитали на неглубоких морских отмелях и в лагунах на восточной окраине континента Олдред — ныне это территория Прибалтики. Как многие древние рыбы, они умели дышать воздухом и ползать на крепких мускулистых плавниках. Во время отливов они вполне могли охотиться за оставшимися на берегу астеролеписами — тоже вымершими панцирными рыбами, которых из-за необычного строения поначалу принимали то за промежуточное звено между рыбами и черепахами, то за членистоногих. Дело в том, что все их туловище заковано в панцирь, а грудные плавники похожи на ноги краба, то есть не имеют внутреннего скелета. Эти жесткие длинные плавники не годятся для плавания, но благодаря острому кончику хороши для передвижения по дну или берегу.

Спустя 5 миллионов лет во внутренних водоемах другой части континента появился тиктаалик — еще более крупный хищник с усовершенствованным скелетом ластов. Об открытии останков этой рыбы на арктическом острове Элсмира, принадлежащем Канаде, стало известно в 2006 году.

Крупные хищники, пандерихт и тиктаалик, сильно отличались от современных рыб. У них было удлиненное туловище без спинного плавника, покрытое толстой ромбической чешуей, укороченный хвост и вытянутая морда с особо крепкими зубами. Глаза у этих хищников выступали на морде, как у крокодилов, и позволяли наблюдать обстановку выше линии воды. А главное — их грудные и брюшные плавники уже способны были служить опорами на суше, поскольку представляли собой мускулистые ласты. Они могли пригодиться и в мелких, заросших водорослями водоемах, где эти существа проводили основную часть времени. Вряд ли в таких условиях им приходилось свободно плавать, скорее, отталкиваться от дна и раздвигать растительность. Скелет грудных плавников у тиктаалика уже немножко больше, чем у пандерихта, похож на скелет лап древних амфибий — ихтиостег, акантостег и тулерпетонов, которые появились в водоемах Олдреда еще через 15 миллионов лет. Возможно, именно тиктаалики и были прямыми предками земноводных — ничто в строении этих древних рыб этому не противоречит.

Рис. 2.5.11. Рыба Tiktaalik roseae.    Тиктаалик обитал в медленно текущих реках на севере древнего материка Олдред (рис. 2.5.11). Он был очень похож на пандерихта, но имел улучшенные сухопутные качества. Жаберный насос был демонтирован благодаря утрате жаберной крышки. Зато ребра были расширены, очевидно, для повышения эффективности легочного дыхания. Крепкие ласты имели улучшенную конструкцию. Если бы они кончались не кожистой оторочкой, а настоящими пальцами, мы бы назвали тиктаалика уже не рыбой, а настоящей четвероногой амфибией. А пока ноги сделаны как бы наполовину, в связи с чем ученые в шутку прозвали тиктаалика "рыбоногом". Большую часть времени тиктаалик, как и пандерихт, проводил на мелководье, выставив на поверхность только глаза, как это делают современные крокодилы. Оттуда хищник высматривал добычу на берегу. Старые, двухметровые тиктаалики были уже слишком тяжелы, чтобы далеко отползать от реки. По-видимому, более далекие вылазки на берег совершались в молодости, тем более что в пищу маленькому тиктаалику годилась такая мелочь как многоножки, скорпионы и пауки, которые уже бегали по суше.

Рис. 2.5.12. Ихтиостег.Из первых амфибий лучше всего изучены акантостега и ихтиостега (рис. 2.5.12), найденные в Гренландии, и тулерпетон из Тульской области. Многое у них осталось от рыб — у акантостеги были развиты внутренние жабры и хвостовой плавник, а брюхо в том числе и продвинутого тулерпетона покрыто рыбьей чешуей (кстати, ее остатки спрятаны в коже на брюхе даже у современных крокодилов). Но что делает их полноправными четвероногими, так это настоящие пальцы на лапах, только число их больше обычного. У акантостеги — восемь, у ихтиостеги — семь, у тулерпетона — шесть. Задние лапы тулерпетона уже более развиты, чем передние, и имеют «кирпичную кладку» из мелких косточек в области голеностопа, что достаточно недвусмысленно указывает на их сухопутное применение. Однако многие ученые теперь трактуют само появление на лапах пальцев не как приспособление для наземного передвижения, а как средство эффективнее цепляться за дно или подводную растительность. Ведь и современные рыбы под названием саргассовые клоуны тоже имеют некое подобие пальцев на плавниках, как раз чтобы держаться ими за водоросли. Но нет сомнения, что пальцы у древних амфибий были доведены до совершенства уже в рамках сухопутного передвижения. Не зря же их число сократилось до пяти уже через несколько миллионов лет после появления первых земноводных. На суше нужны более крепкие и толстые пальцы, а каждый такой палец — это лишний вес.

Рис. 2.5.13. Первые земноводные.Плечевой и тазовый пояса ихтиостеги устроены как и у большинства наземных животных, однако у нее были хвост с хвостовым плавником и так называемая боковая линия (линия чувствительных клеток, с помощью которых рыбы улавливают колебания в воде). Ее ступни, похоже, всей своей поверхностью опирались на землю, однако из-за тяжелых ребер и черепа она передвигалась по суше очень медленно.
Размножались первые амфибии откладывая в водоемах икру.

    В общем, сегодня мы приблизительно понимаем, почему рыбы стали искать жизни на суше. В воде — нехватка кислорода и острая конкуренция, а вне воды — воздух и свобода. Огромный материк Олдред с его обилием мелких водоемов и заболоченных лесов создавал выгодные условия для поиска пищи пешим способом (рис. 2.5.13). И в этой пограничной среде обитания появились новые виды, подобные пандерихту и тиктаалику. Хотя они и продолжали проводить большую часть времени в воде, более ответственными с точки зрения выживания постепенно становились недолгие выходы на сушу, например, во время засухи. При этом строение древних рыб не требовало даже серьезных изменений. Важнейшие конструктивные узлы у них уже имелись — легкие и четыре крепких ласта. Весь же процесс превращения рыб в четвероногих растянулся примерно на 20 миллионов лет и охватил огромные территории материка. До нас дошли лишь отголоски этого могучего эволюционного взрыва, породившего новый класс позвоночных — амфибий. [3]

Животный мир девонского периода

<< Животный мир силура<<

|>> Животный мир карбона>>

А.С.Антоненко

Массовое исчезновение рыб, которое произошло 360 млн лет назад, дало толчок развитию позвоночных животных и в конечном итоге человека, полагают ученые. Едва ли не полное вымирание животных, одно из пяти в истории нашей планеты, произошло по неизвестной до сих пор причине в то самое время, когда первые позвоночные животные начали выходить из воды на сушу.

Животный мир девонаНесколько видов животных, вышедших из воды и сумевших выжить, стали предками всех позвоночных животных, включая и людей, сообщают биологи из университета Чикаго в журнале Proceedings of the National Academy of Sciences. "Под удар попали все живые организмы, - объясняет Лорен Саллан, главный автор статьи. - Исчезновение было всеобщим и полным. После него началось стремительное развитие позвоночных животных, превративших планету в совершенно иной мир".

Девонский период, начавшийся 416 млн лет назад и завершившийся 359 млн лет назад, иногда также называют Веком рыб, потому что земные океаны и моря изобиловали рыбами и морскими животными. В те давние времена в океанах доминировали пластинокожие панцирные рыбы типа дунклеостея - эта рыба достигала в длину 8-10 метров, а по силе укуса не уступал тираннозаврам.

Также в указанный период в океане жили кистеперые рыбы, похожие на современных двоякодышащих рыб. Лучеперые рыбы, акулы и четвероногие морские животные хотя и жили в девоне, но были в явном меньшинстве. Однако между концом девонского периода и следующим за ним каменноугольным периодом пластинокожие рыбы полностью исчезли, а лучеперые быстро заменили кистеперых рыб и стали доминирующей группой. Это положение вещей сохраняется и сейчас.

В конце девона произошло какое-то катастрофическое событие, практически уничтожившее всю жизнь на Земле и позволившее ей развиваться с чистого листа. Немногие уцелевшие животные отлично приспособились к окружающим условиям и начали расселяться по всей планете.

Ученые давно предполагали, что произошедшее в конце девона (397,5-385,3 млн лет назад) массовое исчезновение животных (событие Келлвассера), считающееся одним из большой пятерки массовых вымираний живых организмов, стало причиной полного исчезновения беспозвоночных морских животных. Однако анализ ископаемых останков позвоночных животных позволил уточнить дату. Критический переход к массовому разнообразию видов произошел на 15 млн лет позднее, после Хангенбергского массового исчезновения.

Перед вымиранием кистеперые рыбы, такие, как рыбоног, хищник с крокодилообразной головой, достигавший длины 1,5 м, и самое ранее из четвероногих животных - ихтиостега - делали первые робкие "шаги", чтобы перебраться на сушу. Но после массового исчезновения их ископаемых останков, известных в палеонтологии как пробел Ромера, совсем исчезли останки тетрапод. Эта загадка не давала покоя палеонтологам много лет.

ДунклеостеяИсследование Лорен Саллан позволяет предположить, что пробел длительностью в 15 млн лет был как бы "похмельем" после Хангенбергского события. Затем тетраподы наконец пришли в себя. Те из них, что выжили, очевидно, и стали очень далекими предками огромного разнообразия современных позвоночных животных, живущих сейчас на суше. Признаки современных позвоночных, такие, как, например, пятипалые конечности, появляются у всех млекопитающих, птиц и рептилий уже в зародыше и вполне могли быть заданы этим ранним предком.

Исследование Саллан стало возможным благодаря недавнему прорыву в заполнении ископаемой истории позвоночных животных. Дату более раннего исчезновения животных ранее определяли на основе анализа ископаемых беспозвоночных животных, таких, как моллюски, которых было очень много. Однако, получив большой объем новых данных по позвоночным и при помощи новых методов анализа, позаимствованных у современных экологов, Саллан сумела разглядеть внезапные изменения в составе видов до и после Хангенбергского события.

Сейчас ученые удивленно пожимают плечами, не понимая, почему они так долго не обращали внимания на такое большое вымирание животных, как Хангенбергское.

Установив время начала расцвета позвоночных животных, палеонтологи по-прежнему пребывают в неведении относительно того, какое событие спровоцировало массовое исчезновение животных 360 млн лет назад. Некоторые исследователи сумели обнаружить следы существенных льдов в конце девонского периода. Оледенение вполне могло значительно понизить уровень воды в океанах и, естественно, отрицательно повлиять на жизнь в воде. Первые деревья в некоторых регионах тоже могли вызвать изменения в атмосфере, катастрофические для мира животных.

Лорен Саллан с коллегами также не смогла ответить еще на один вопрос: почему виды животных, доминировавшие до исчезновения, не смогли восстановиться, в то время как другие виды расселились по всей планете. Какими бы ни были ответы на эти вопросы, последствия тех событий ощущаются на Земле и сейчас.

Источник: ФАКТNEWS

   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

    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

В Оклахоме палеонтологи обнаружили образец десятиногого ракообразного, возраст которого составляет около 360 млн лет, что соответствует фаменскому ярусу верхнего девона.

Останки A. mapesi (фото Rodney Feldmann / NOAA) Новый вид Aciculopoda mapesi был назван в честь первооткрывателя — сотрудника Университета Огайо Ройяла Мейпса (Royal Mapes). Описание животного представили коллеги г-на Мейпса Родни Фелдманн (Rodney Feldmann) и Кэрри Швайцер (Carrie Schweitzer) из Кентского университета штата.

Aciculopoda mapesi имеет сходство с представителями надсемейства Penaeoidea подотряда пильчатых креветок (Dendrobranchiata). «Древнейшей креветкой до настоящего момента считался образец с Мадагаскара возрастом в 245 млн лет», — замечает г-н Фелдманн. Aciculopoda mapesi, таким образом, обходит его примерно на 115 млн лет.

Кроме того, животное может считаться всего лишь вторым известным десятиногим ракообразным девонского периода. Другое, Palaeopalaemon newberryi, имеющее примерно такой же возраст, было обнаружено в Огайо и Айове.

Останки Aciculopoda mapesi отличаются ещё и высокой степенью сохранности мягких тканей: образец длиной около 7,5 см позволяет, в частности, изучить брюшные мышцы ракообразного. «Качественную консервацию обеспечили кислая вода и низкое содержание кислорода», — поясняет Родни Фелдманн.

Рядом с Aciculopoda mapesi были найдены аммониты, наутилоидеи, плеченогие, губки.

Полная версия отчёта будет опубликована в издании Journal of Crustacean Biology.

Источник: КОМПЬЮЛЕНТА

Вильям Стейн (William Stein), палеоботаник из университета Бингемтона (Binghamton University) вместе с коллегами нашёл две окаменелости самых древних деревьев, одна из которых представляет собой цельное дерево (ствол, соединённый с кроной). Новые находки, вкупе с предыдущими, дали возможность сделать интересные выводы об истории Земли.

У этих высоких древних деревьев не было листьев, только пучки «веточек». Справа: одна из окаменелостей, найденных в конце позапрошлого века (иллюстрация Frank Mannolini/New York State Museum, фото W. Stein)Нужно отметить, что в 1870-х годах в Гильбоа (Gilboa), штат Нью-Йорк, были найдены неполные окаменелости таких деревьев. Они были классифицированы как Eospermatopteris. Росли эти деревья предположительно 390-350 миллионов лет назад. Само по себе открытие было очень важным, но никто тогда так и не узнал, как выглядели деревья, поскольку были обнаружены только их стволы.

А что же кроны? Раньше археологам не раз попадались верхушки деревьев, но они и не предполагали, что кроны как-то относятся к находке XIX века, и считали их самостоятельными растениями.

Теперь же учёные могут представить, как выглядел древнейший лес.

Собрав вместе все отпечатки, группа Стейна получила дерево, очень похожее на современные древовидные папоротники, пальмы или саговники. На верхушке длинного ствола располагались тонкие листовидные отростки, которые отвечали за фотосинтез. При этом высота всего растения могла достигать почти 8 метров.

«В те времена листья представляли собой не что иное, как палочки, — рассказывают исследователи в своей статье, опубликованной в Nature. — Это выглядело очень странно, но они играли роль листьев».

«Представление о том, как выглядели деревья девонского периода, позволит нам понять и древнюю экологию, которая сформировала земные химические циклы», — говорит Томас Альгео (Thomas Algeo), профессор геологии в университете Цинциннати (University of Cincinnati).

«Ветки-листья этих деревьев со временем отпадали и разлагались, создавая тем самым пищевую цепочку для жуков, живущих под ними», — рассказывает другой работающий с находкой учёный Кристофер Берри (Christopher Berry) из университета Кардиффа (Cardiff University).

Кроме того, разрастание на планете таких лесов привело, вероятно, к большому поглощению ими диоксида углерода и, как следствие, значительному снижению температуры атмосферы. Этот важный период в истории планеты привёл её к нынешнему виду.

Источник: МЕМБРАНА

Эта загадка не давала покоя палеонтологам 150 лет. Нечто, именованное Prototaxites, нельзя было уверенно отнести не то что к семейству или роду, но ни к одному биологическому царству. Лишь в наши дни анализ окаменелостей позволил, кажется, определиться-таки с этим гигантским созданием древней Земли, отчего, впрочем, оно не перестало быть крайне удивительным.

Окаменелость Prototaxites, найденная в пустыне в Саудовской Аравии (фото Review of Paleobotany and Palynology, Francis Hueber, Smithsonian Institution).История Prototaxites — прекрасный пример того, что видеть и понять — что же ты видишь, как говорится, две большие разницы. Американский учёный Доусон (J. W. Dawson), первым описавший это загадочное создание (в 1859 году), полагал, что это окаменелости гнилой древесины, как-то связанной с нынешними тисами (Taxus), потому и дал им название Prototaxites. Только вот до настоящих тисов этому созданию было «топать и топать», ведь распространён Prototaxites был хоть и по всей Земле, но только 420-350 миллионов лет назад.

Огромные Prototaxites возвышаются над пейзажем раннего девона (иллюстрация с сайта xs4all.nl)В конце девятнадцатого столетия учёные стали думать, что это была морская водоросль, точнее — коричневая морская водоросль, и это мнение укрепилось, надолго попав в энциклопедии и учебники. Хотя представить себе нечто подобное водоросли (или колонии водорослей?), выросшее в виде «ствола» шести-, а иной раз и девятиметровой высоты — трудновато.

Но что делать? Срезы окаменелостей упорно «не хотели» напоминать срезы деревьев, да и вообще — на растение не были похожи. Кольца на срезах, кстати, там наблюдаются, но это не годовые кольца деревьев.

Между прочим, Prototaxites был крупнейшим организмом на суше в то время: позвоночные только-только стали появляться, так что вокруг странного высокого «столба» бегали бескрылые насекомые, многоножки, да ползали черви.

Первые же сосудистые растения, далёкие предки хвойных и папортниковых, пусть и появились на 40 миллионов лет раньше, тем не менее, в момент, когда на Земле обосновались Prototaxites (в раннем девоне), ещё не поднимались выше метра.

Во многих странах находят большие и маленькие окаменелые кусочки Prototaxites. Многие не превышают в размере нескольких сантиметров (фотографии с сайта xs4all.nl)Кстати, о размерах. В Саудовской Аравии был найден образец Prototaxites длиной 5,3 метра, который имеет диаметр 1,37 метра в основании и 1,02 метра на другом конце. В штате Нью-Йорк откопали ствол длиной 8,83 метра с диаметром 34 сантиметра на одном конце и 21 сантиметр на другом. Сам же Доусон описал экземпляр из Канады — длиной 2,13 метра и максимальным диаметром в 91 сантиметр.

Микрофотография среза Prototaxites от экземпляра, найденного в Бельгии. Средний диаметр трубок — 25 микрометров (фотография с сайта xs4all.nl)Что ещё важно отметить в отношении строения Prototaxites. У него нет таких клеток, какие есть у растений. Но есть очень тонкие капилляры (трубки) диаметром от 2 до 50 микрометров.

В наши дни учёные, опираясь на результаты многолетних исследований данного представителя древнего живого мира, выдвинули новые версии. Одни специалисты, начиная с Франциса Хюбера (Francis Hueber) из американского национального музея естествознания (Smithsonian Institution, National Museum of Natural History), склонились к тому, что Prototaxites является плодоносящим телом огромного гриба; другие — к тому, что это огромный лишайник. Последнюю версию, со своими аргументами, выдвинул Марк-Андре Селозе (Marc-André Selosse) из университета Монпелье (Université de Montpellier II).

Один из горячих сторонников версии о грибе — Чарльз Кевин Бойс (Charles Kevin Boyce), ныне работающий в университете Чикаго (University of Chicago). Он выпустил несколько работ, посвящённых детальному изучению Prototaxites (вот, к примеру, краткое описание одной из них).

Бойс не устаёт удивляться этому созданию. «Независимо от того, какие аргументы вы выдвигаете, всё равно получается что-то сумасшедшее, — говорит исследователь. — Гриб в 20 футов высотой не имеет никакого смысла. Ни одна морская водоросль не даст 20 футов высоты. Но вот она — окаменелость — перед нами».

Недавно Францис Хюбер закончил титаническую работу: собрал множество экземпляров Prototaxites из разных стран и сделал сотни тончайших срезов, выполнив тысячи их фотографий. Анализ внутренней структуры показал, что это — гриб. Однако учёный был разочарован тем, что не смог найти характерные репродуктивные структуры, которые явно указали бы всем, что, мол, это действительно гриб (что придало уверенности противникам Хюбера из «стана лишайников»).

Кевин Бойс держит пластинку, срезанную с Prototaxites. На экране — сильно увеличенная химическая карта стенки клетки данного организма (фото Lloyd DeGrane)Последнее (по времени, но явно не последнее в истории Prototaxites) доказательство грибной сущности странного организма девонского периода — это статья Хюбера, Бойса и их коллег в журнале Geology.

Авторы новой работы проанализировали соотношение изотопов углерода в окаменелостях супергриба и в окаменелостях растений того же периода. Различие явно указало на то, что Prototaxites — не растение.

«Большой спектр найденных изотопов трудно примирить с аутотрофным метаболизмом, но зато он согласуется с анатомией, указывающей на гриб, и с предположением, что Prototaxites был гетеротрофным организмом, жившим на субстрате, богатом различными изотопами», — пишут авторы статьи.

Говоря проще, растения получают свой углерод из воздуха (из углекислого газа), а грибы — из почвы. И если все растения одного вида и одной эпохи покажут одно и то же соотношение изотопов, у грибов оно будет зависеть от того места, на котором они растут, от рациона то есть.

Кстати, анализ соотношения изотопов углерода в разных экземплярах Prototaxites помогает сейчас учёным воссоздать и родные экосистемы этого древнего создания. Поскольку одни его экземпляры, похоже, «ели» растения, другие пользовались в качестве пищи микробным сообществом почвы, третьи, возможно, получали питательные вещества из мхов.

О загадке большого роста палеозойского гриба рассуждает соавтор данного исследования, Кэрол Хоттон (Carol Hotton), из Смитсонианского музея естествознания: она считает, что большие размеры помогали грибу дальше распространять свои споры — по разрозненным болотцам, хаотично разбросанным по пейзажу.

Ну а на вопрос, как этот гриб вырастал до таких чудовищных размеров, учёные отвечают просто: «Медленно». Ведь съесть этот гриб в то время было некому.

Источник: МЕМБРАНА

Эксперименты, проведённые группой американских учёных, поставили под сомнение общепринятый взгляд на птериготидов (семейство ракоскорпионов) как на одно из самых высоких звеньев пищевой цепи палеозойского океана.

Вверху: Acutiramus, хватающий добычу (мягкотелую и относительно слабую в данном случае) и пригвождющий её ко дну. Внизу: детальное изображение его клешни. (Иллюстрация William L. Parsons / Buffalo Museum of Science.) Птериготиды жили 470–370 млн лет назад. В эту группу входили особи, которые считаются крупнейшими членистоногими в истории планеты. Длина тела таких существ достигала двух с половиной метров. Мысль о том, что они были своего рода тираннозаврами мира беспозвоночных, выглядит вполне естественной.

Но Ричард Лауб (Музей науки Буффало), Виктор Толлертон (Музей штата Нью-Йорк) и Ричард Беркоф (Технологический институт Стивенса) сумели показать, что механические ограничения клешни ракоскорпиона Acutiramus не позволяли ему пробивать внешнюю оболочку мечехвоста средних размеров без вреда для себя.

Учёные предполагают, что этот и, возможно, прочие эвриптериды вовсе не были прожорливыми хищниками. Практическая сила клешни составляла всего 5 Н, в то время как для пробивания брони мечехвоста необходимо 8–17 Н.

Отмечается также, что отсутствие аналога локтевого сустава между клешней и телом ракоскорпиона ограничивало его движения. Это позволяло животному более эффективно ловить добычу, лежащую на морском дне, чем цепляться за быстро плывущих рыб и прочих существ. Зубчатые шипы, которыми были усеяны клешни, вероятно, помогали ему хватать и кромсать жертву, но как активный хищник Acutiramus действовать не мог. Скорее всего, он был падальщиком или даже вегетарианцем.

Результаты исследования опубликованы в журнале Bulletin of the Buffalo Society of Natural Sciences.

Источник: КОМПЬЮЛЕНТА

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

Устройство головы зародышей миксин — примитивных бесчелюстных и беспозвоночных животных — оказалось идентичным аналогичной части тела древних панцирных рыб, и ее изучение поможет биологам прояснить историю эволюции челюстей, говорится в статье, опубликованной в журнале Nature.

Зародыш миксины внутри икринки. Темное пятно слева - его будущая головаПервые позвоночные существа обладали хорошо развитым черепом и позвоночником, но у них отсутствовали челюсти и костистые конечности-плавники. Считается, что первые челюстные рыбы появились в девонском периоде, который начался 416 миллионов лет назад. Большинство палеонтологов связывают появление челюстного аппарата с возникновением двух независимых ноздрей и их отделением от ротовой полости.

Группа биологов под руководством Ясухиро Оиси (Yasuhiro Oisi) из университета Кобе (Япония) нашла способ изучить процесс разделения единого обонятельного органа на две половины, изучив структуру будущих органов обоняния и некоторых частей мозга в зародыше миксин (Eptatretus burgeri).

Миноги (Lethenteron japonicum) и миксины относятся к числу ближайших родственников современных рыб. Зародыши миног достаточно долго изучаются учеными в качестве наглядного пособия по эволюционной истории позвоночных. С другой стороны, яйца и личинки миксин практически не изучались в последние 100 лет из-за их необычного цикла размножения.

Оиси и его коллеги восполнили этот пробел в биологии, вырастив несколько эмбрионов из искусственно оплодотворенных икринок миксин в лаборатории. Ученые непрерывно следили за развитием зародыша миксины, отмечая то, как развиваются ее обонятельные органы и передняя доля гипофиза — участок мозга, структура которого быстрее всего менялась по мере эволюции рыб.

Оказалось, что зародыши миног и миксин развиваются примерно одинаково, несмотря на существенные различия в устройстве органов обоняния и передней доли гипофиза у взрослых особей.

По словам биологов, обонятельные органы и гипофиз в зародыше миксин развиваются из одной и той же клеточной пластинки. Это крайне примитивная черта — аналогичные части тела в голове современных рыб формируются из отдельных зародышевых "листков".

Данный факт позволил ученым предположить, что зародыш миксин может быть близким по своему устройству к телу примитивных рыб, населявших моря Земли в палеозое. Они проверили эту гипотезу, сравнив структуру органов обоняния и гипофиза зародыша и некоторых древних обитателей океана, в том числе костнопанцирных (Osteostracans) и беспанцирных (Anaspida) рыб, а также галеаспидов (Galeaspida).

Как отмечают исследователи, структура обонятельных центров и гипофиза в мозге этих рыб была несколько ближе к зародышам миксин, чем к примитивным челюстным рыбам. Это позволяет говорить о том, что миксины сохранили в себе черты, присущие для общего предка челюстных и бесчелюстных рыб.

Оиси и его коллеги полагают, что дальнейшее изучение зародышей миксин поможет нам лучше понять, почему возникли челюсти, и какие части тела рыбы были задействованы в процессе их "рождения".

Источник:  РИА Новости

Палеонтологи выяснили, что у предков рыб и сухопутных животных челюсти появились после того, как обонятельные центры освободили для них место. Для этого обонятельной системе  пришлось «переехать» на внешнюю часть черепа.

С челюстями и без

Ископаемая рыба ShuyuУ первых позвоночных был хорошо развит череп, но не было челюстей. Бесчелюстные рыбы господствовали 440 миллионов лет назад – в силурийском периоде. Но уже в девоне (416 миллионов лет назад) более совершенные челюстные рыбы вытеснили бесчелюстных.

Большинство современных позвоночных умеют открывать рты и жевать. Они – челюстные, эволюционные потомки девонских рыб. Но на Земле осталось и несколько десятков видов, которые смогли выжить, не разевая рта – это миноги и миксины.«По живым бесчелюстным позвоночным сложно судить о том, как происходила реорганизация черепа», – пишут палеонтологи под руководством Филипа Донохью (Philip Donoghue) из Бристольского университета (University of Bristol).

Чтобы собрать «эволюционный пазл» полностью, палеонтологи исследовали ископаемые остатки нескольких видов бесчелюстных рыб рода Galeaspida, возрастом 370-435 миллионов лет. Впервые они были обнаружены в середине 1980-х годов в Китае и Вьетнаме, а сейчас ученым удалось заглянуть внутрь окаменелостей.

Палеонтологи объясняют, что черепа Galeaspida особенно ценны для эволюционистов: они сочетают признаки бесчелюстных и челюстных рыб, а значит, могут дать информацию, которую невозможно найти в головах миксин и миног.

Без челюсти с одной ноздрей

С помощью томографа Филип Донохью (Philip Donoghue) и его коллеги заглянули в самые дальние уголки черепной коробки ископаемых бесчелюстных рыб, после чего создали трехмерную модель черепа и «портрет» рыбы.

У животного одна ноздря и нет челюсти. Ротовая полость расширена, как у всех бесчелюстных рыб. Жаберные мешки спрятаны под кожей: рыбам приходилось дышать так, как это делают тритоны – через кожу.Но в отличие от более примитивных родственников, у Galeaspida, как и у современных рыб, два обонятельных центра.

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