Биология

«Как живые: Двуногие змеи, акулы-зомби и другие исчезнувшие животные». Какой была переходная форма от рыбы к четвероногому

О некоторых давно исчезнувших видах ученые знают даже больше, чем о современных. Ископаемые останки позволяют выяснить, какого они были размера, чем питались и как охотились, когда вымерли и многое другое. В книге «Как живые: Двуногие змеи, акулы-зомби и другие исчезнувшие животные» (издательство «Альпина нон-фикшн») геолог Андрей Журавлев на примере 27 животных рассказывает, что мы можем узнать из палеонтологических находок. Предлагаем вам ознакомиться с фрагментом о хищной элпистостеге, которая еще была похожа на рыбу, но уже была готова к выходу на сушу.

***

Следующий наш герой как раз родом с Севера — из канадской провинции Квебек. Он появился в ископаемой летописи немногим позже пандерихта — в позднедевонскую эпоху (около 375 миллионов лет назад), но в научной литературе даже раньше, чем последний. В 1938 году элпистостеге (Elpistostege watsoni) описал палеоихтиолог Томас Уэстолл из Абердинского университета. Несколько поколений его предков были моряками, кораблестроителями и судовладельцами, поэтому неудивительно, что Томас связал свою жизнь с морскими обитателями, хотя и опосредованно — через палеонтологию. Эту науку он один из первых стал считать совершенно независимой от геологии дисциплиной, со своими только ей присущими задачами.

В руках Уэстолла оказался лишь фрагмент крыши черепа с восточного побережья Канады, из лагерштетта Мигуаша (район залива Эскуминак), где он проводил полевые исследования. Но ученый догадался, что обнаружил весьма необычную форму — «истинный переход между кистеперыми рыбами и ихтиостегидами»

Цит. по: Westoll T. S. Ancestry of tetrapods // Nature, 1938, 141. P. 127–8.

, уже известными к тому времени. Это и отражено в ее названии «крыша надежды» (от греч. ελπιζ — «надежда» и στεγη — «крыша»). Первооткрывателя ихтиостеги — Гуннара Сэве-Сёдерберга из Уппсальского университета — Уэстолл знал лично. Они вместе останавливались в доме сэра Артура Смита Вудворда в Хилл-Плейс, и их личные подписи вышиты шелком на известной обеденной скатерти Вудвордов среди 350 других достойных имен. Ныне этот необычный памятник эпохи хранится в Музее естественной истории в Лондоне.

Из-за редкости находок элпистостеге долгое время оставалась как бы на обочине эволюционных дорог, проторенных палеонтологами. Тем не менее именно она «возглавила» систематическую группу элпистостегалий — переходных существ, к которой относятся и пандерихт, и тиктаалик. Выше них на эволюционной лестнице стоят настоящие четвероногие с пальцами на лапах, а предшествуют им мясистолопастные тристихоптериды. Последние, занимая промежуточное положение между «остеолепидидами» и элпистостегалиями, в отличие от более рыбообразных предков, утратили развитый скелет спинного плавника и приобрели уплощенное в спиннобрюшном направлении тело — почти такое же, как у пандерихта и элпистостеге.

В нынешнем веке поиски новых остатков элпистостеге увенчались грандиозным успехом: в лагерштетте Мигуаша обнаружен полный и почти не поврежденный падальщиками и «тленом» скелет со всеми внутренними и наружными элементами. По ним установили, что животное было довольно крупным хищником, несколько похожим на пандерихта. Оно имело длинное (1,57 метра) плоское тело с треугольной головой, чешуйчатым покровом, грудными и брюшными парными плавниками, а также с едва заметным анальным плавником и короткой стреловидной хвостовой лопастью (рис. 12.1).

Уэстолл, будучи весьма знающим ученым, даже по небольшому кусочку черепа элпистостеге определил, что теменное, или пинеальное, отверстие («третий глаз») у нее открывалось между теменными костями. Казалось бы, что тут особо примечательного: где же еще находиться теменному отверстию? Однако в этом месте оно располагается только у четвероногих позвоночных. И у нас в том числе, хотя наружу наш эпифиз (именно эта часть мозга когда-то имела прямое сообщение с открытым пространством, подобно настоящим глазам) уже не смотрит и скрыт под теменными костями. (Случаются и исключения: у быка теменные кости сдвинуты несколько вниз, а лобные — назад, и эпифиз оказался под ними; ведь нужно же было как-то рога разместить?) А вот у всех мясистолопастных рыб, включая непосредственных предшественников элпистостегалий, та же эпифизная полость занимала место между лобных костей. Получается, и в этом отношении элпистостеге, пандерихт и их ближайшие родственники уже уподобились четвероногим. Причиной же такого кажущегося смещения теменной скважины стали изменения в общем строении черепа: у рыб его передняя (предглазничная) часть относительно короткая, а заглазничная — длиннее. У четвероногих, наоборот, рыло вытягивается, а задний отдел, где постепенно исчезают кости, образовывавшие жаберные крышки и затеменную часть крыши, укорачивается. (У некоторых древних земноводных смещение теменного отверстия назад можно проследить даже в индивидуальном развитии.)

Самой интересной особенностью элпистостеге оказалось строение плечевого пояса и конечностей. (Хотя кто бы сомневался: на то она и переходная форма.) При том же наборе «комплектующих», что и у пандерихта (элементы клейтрума, скапулокоракоиды, ключицы и сохранившаяся на сей раз межключица), и внешнем сходстве обеих структур ее плечевой пояс полностью отделился от черепа. Небольшие различия наблюдаются и в других деталях пояса: например, ключицы у элпистостеге не соприкасаются друг с другом и по форме представляют собой нечто среднее между квадратными костями прочих ее родственников и треугольными — четвероногих.

Все парные плавники несли покровные чешуи и лепидотрихии. Плечевая кость приобрела еще более выраженную L-образную форму, чем у пандерихта. Медиальный надмыщелок—закругленный выступ в нижней части кости, к которому крепились сухожилия мышц-сгибателей предплечья (он же защищал локтевой нерв), — развился в той же степени, что и у четвероногих. Лучевая кость очень укрупнилась и вытянулась, а локтевая и локтезапястная, трапециевидные расширились и почти сравнялись по величине (промежуточная кость была стиснута между этой парой и лучевой). От них веером расходились четыре цепочки радиалий, от двух до четырех косточек в каждой, и одна-две внешние из них, по сути, стали фалангами пальцев.

Почему именно пальцев? Потому что они образуют параллельные друг другу многосуставчатые органы более-менее сходного размера, которые к тому же не ветвятся. (Хотя с ветвистыми пальцами, может, было бы и лучше.)

Упираясь такими лапами в грунт, элпистостеге могла приподниматься над ним. Несмотря на то что внешне она еще выглядела рыбой, внутренне ощущала себя вполне законченным четвероногом — практически с полным набором скелетных элементов, необходимых для жизни на суше.

Если современную рыбу, скажем многопера, немного «помучить» — вынудить чаще пребывать на «свежем воздухе», то можно проследить, как она адаптируется (привыкает) к совершенно не рыбьим условиям. Будучи костным ганоидом, многопер представляет довольно древнюю ветвь лучеперых (гораздо древнее, чем предки аспидоринха и лидсихта). Он «сберег» некоторые общие черты этих рыб и мясистолопастных, особенно элпистостегалий: обращенные вниз грудные плавники, на которых в случае чего способен ковылять по суше, и рабочие легкие. Подобные опыты совсем не являются чем-то из ряда вон выходящим. Например, у морских колюшек, искусственно взращенных на разных диетах, форма головы и рта может заметно различаться. А все дело в том, что на внешний вид (фенотип) влияние оказывает не только устоявшаяся наследственность многих поколений (генотип), но и серьезные изменения в личностном росте (индивидуальном развитии), вызванные заболеваниями либо жизнью в весьма неприветливой среде. Подобные изменения называются эпигенетическими.

Плавает многопер, в общем-то, как рыба: одновременно загребает обоими грудными плавниками и слегка поводит хвостом. А при движении по земле он приподнимает переднюю часть тела, опираясь на передние конечности, причем поочередно (!), и сильно отталкиваясь задней частью туловища. Рыба при этом изгибается то влево, то вправо и переваливается с боку на бок. Мальки, выращенные в «условиях суши», спустя восемь месяцев передвигались примерно так же, но их поступь стала увереннее: они быстрее перебирали «лапками», укоротив ширину шага. Плавники они ставили ближе к телу, и осанка приобрела горделивый облик — с высоко поднятой головой. Такое приподнятое положение тела позволяло тратить меньше энергии на преодоление сил тяготения и трения. При этом у ходячих рыбок (по сравнению с плавающей контрольной группой собратьев) начала меняться форма отдельных элементов плечевого пояса — ключицы и клейтрума. Ключица удлинилась и тем самым отодвинула грудной плавник от жаберной крышки, предоставив конечности больше свободы. А скелетные элементы плавников упрочились, сильнее окостенев. Преобразовались и мышцы: у ходячих рыбок почти на треть возрос общий объем «быстрых» мускулов — тех, что чаще сокращаются.

Плавниковым четвероногим, подобным элпистостеге и пандерихту, внутренне полностью готовым к шагу в воздушную неизвестность, а тем более их потомкам уже не составило труда выйти на сушу. Хотя шажок этот был куда как грандиознее того, что сделал астронавт Нил Армстронг, ступая на Луну.

Подробнее читайте:
Журавлев А. Как живые: Двуногие змеи, акулы-зомби и другие исчезнувшие животные / Андрей Журавлев. — М. : Альпина нон-фикшн, 2024. — 436 с. : ил.

Источник

Статьи по теме

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *

один + 2 =

Кнопка «Наверх»