Анализ музейных окаменелостей переписал историю завоевания животными суши

Серия великолепно сохранившихся ископаемых останков возрастом 300 миллионов лет указывает на то, что ранние четвероногие позвоночные не проходили метаморфоз между ювенильной и взрослой стадиями. Это открытие ставит под сомнение устоявшиеся представления об эволюции жизни на суше.

«Долгое время мы предполагали, что эти животные были в целом подобны амфибиям и что именно такой жизненный цикл служил связующим звеном между водной и наземной средой», — говорит палеонтолог Джейсон Пардо из Музея естественной истории Филда в Чикаго.

Современные рептилии, птицы, млекопитающие и земноводные относятся к группе четвероногих (тетрапод), которые произошли от кистеперых рыб около 390 миллионов лет назад. Однако о ранних этапах развития предков сухопутных животных было практически ничего не известно, признает профессор Джон Лонг из Университета Флиндерса в Аделаиде.

Пардо и его коллега Арьян Манн, также работающий в Музее Филда, изучили коллекцию окаменелостей, найденных с 1960-х по 1990-е годы в местонахождении Мейзон-Крик к юго-западу от Чикаго. Сохранившиеся там животные обитали 307–309 миллионов лет назад, в каменноугольном периоде. Результаты опубликованы в Science.

Крупнейшими четвероногими каменноугольного периода (и одними из главных хищников) были эмболомеры, достигавшие во взрослом состоянии длины около двух метров. Большую часть времени они проводили в воде, но обладали небольшими ногами, с помощью которых могли выбираться на сушу.

Среди находок оказались два двухсантиметровых детеныша эмболомер — настолько хорошо сохранившихся, что ученые смогли рассмотреть даже мягкие ткани и желток.

У головастиков желточный мешок остается внутри тела еще несколько дней после вылупления, служа источником энергии. Однако у юных эмболомер этот мешок находился снаружи, как у некоторых рыб, например, у двоякодышащих.

Личинки амфибий, такие как головастики, имеют наружные жабры для дыхания под водой, но у молодых эмболомер их не было.

«Отсутствие наружных жабр на ранних этапах развития — это неопровержимое доказательство», — утверждает Пардо.

Череп и скелет юных особей содержат «все ключевые элементы, характерные для взрослого эмболомера», добавляет он. Ископаемые останки показывают, что эмболомеры практически не менялись с момента вылупления из яйца и до достижения зрелости.

«Человеческий организм устроен примерно одинаково от рождения до взрослого возраста — мы просто становимся крупнее, пропорции меняются, но не претерпеваем быстрых и радикальных трансформаций, как лягушка или саламандра. Наши находки демонстрируют, что подобный жизненный цикл был нормой и для наших древнейших наземных предков», — подчеркивает исследователь.

По мнению Пардо, несмотря на то что эмболомеры были водными животными, ранние наземные предки тоже не имели стадии головастика. Вместе с коллегой он также изучил ископаемые останки двух других видов ранних четвероногих, обитавших в одно время и в том же месте, что и эмболомеры.

«Ни у одного из них нет признаков стадии головастика. И у других родственных тетраподам рыб, например, у древних двоякодышащих и целакантов, их тоже нет. Значит ли это, что стадия головастика не могла возникнуть у кого-то и затем исчезнуть? Возможно, но с теми данными, которыми мы располагаем, это кажется крайне маловероятным», — говорит палеонтолог.

Это исследование восполняет важный пробел в наших знаниях, считает Лонг. «Оно показывает, что древние существа, похожие на тетрапод, жившие около 308 миллионов лет назад, не нуждались в фазе головастика, чтобы выйти на сушу, вопреки тому, что раньше предполагали некоторые ученые», — заключает он.