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
18-01-2022 Просмотров:1571 Новости Антропологии 
Антоненко Андрей
Ученые провели переоценку возраста останков древнего человека из формации Омо-Кибиш на юго-западе Эфиопии. Окаменелости оказались существенно старше — 233 тысячи лет, а не 197 тысяч лет, как думали раньше. На сегодняшний...
09-09-2016 Просмотров:6152 Новости Палеонтологии Антоненко Андрей
Уникальную находку, представляющую собой почти полную пищевую цепочку палеогенового периода, сделали палеонтологи в заброшенном немецком карьере. Они раскопали окаменевшие остатки змеи, внутри которой сохранился скелет проглоченной змеей ящерицы-василиска, в животе...
02-12-2014 Просмотров:7202 Новости Эволюции Антоненко Андрей
Ученые проанализировали геномы комаров, являющихся переносчиками возбудителей малярии. Оказалось, что качества, делающие их опасными для человека, малярийные комары унаследовали не от общего предка, а приобрели в результате межвидового скрещивания. Малярийный комарК...
15-08-2017 Просмотров:4996 Новости Геологии Антоненко Андрей
Группа исследователей из Эдинбургского университета обнаружила 91 вулкан подо льдами в Антарктиде, сообщает газета Guardian. АнтарктидаГряда может претендовать на звание самого крупного вулканического пояса планеты. Вулканы находятся на западной окраине материка и покрыты двухкилометровым слоем...
21-10-2016 Просмотров:5606 Новости Зоологии Антоненко Андрей
Ученые из Сиднейского университета (Австралия) синтезировали белок, имитирующий белок молока тасманийского дьявола, обладающий свойствами антибиотика. При этом вещество активно даже против бактерий, обладающих резистентностью к традиционным антибиотикам. Статья опубликована в...
Рыбки брызгуны охотятся, сбивая струёй воды зазевавшихся насекомых. И даже если бы у брызгунов были феноменальные обоняние и слух, они бы не помогли: стрельбу приходится вести из воды в воздух,…
Ученые из Университета Сассекса (США) Виктория Рэтклиф (Victoria F. Ratcliffe) и Дэвид Рэби (David Reby) в результате несложного, но изящного эксперимента выяснили, что у собак в восприятии человеческой речи задействованы оба…
Открытия такого плана – редкое событие, поэтому принимать участие в идентификации и именовании этого животного было очень волнительно", – признаётся доктор Эндрю Маршалл (Andrew R. Marshall) из университета Йорка. Это…
Исследователи постоянно пытаются заставить бактерии производить какие-нибудь вещества, от белков до топливных углеводородов, и самая типичная технологическая проблема при этом — малый выход требуемых молекул. Обычно такие молекулярно-биотехнологические манипуляции сводятся к…
Международная группа ученых установила, что в древней атмосфере Земли содержалось намного меньше кислорода, чем сегодня. Эти данные опровергают популярную гипотезу, объясняющую гигантизм динозавров повышенной концентрацией кислорода в воздухе. Команда исследователей под…
В обнажении пород Эль Соплао в Кантабрии (север Испании) несколько лет назад был обнаружен странный фрагмент янтаря, на анализ которого у учёных во главе с Рикардо Пересом-де ла Фуэнте из…
Конечно, у истории нет сослагательного наклонения. Но немецкие и австралийские геологи уверены – располагайся разломы в земной коре чуть-чуть по-другому, и на месте пустыни Сахара сегодня плескался бы Сахарский океан,…
Недавно ученые обнаружили, что среди ящериц существуют такие, которые строят настоящие фамильные замки. Эти талантливые архитекторы обитают в пустынях Австралии и называются австралийскими роющими сцинками. Их сооружения весьма внушительны и…
Генетики из России и США расшифровали ДНК якутов и нганасанов и открыли необычные версии генов, позволяющих этим народам Севера выживать в условиях постоянного холода, полярной ночи и диеты, состоящей почти полностью из жиров. Об этом говорится в статье,…
Вверх