Древнейшие тетраподы росли без стадии головастика: новое в эволюции позвоночных

Ученые долгое время предполагали, что самые ранние водные животные, которые перешли на сушу, имели черты головастиков амфибий, претерпев метаморфоз, сходный с метаморфозом современных лягушек. Однако новое исследование, опубликованное в журнале Science, опровергает это общепринятое предположение. В нем представлен анализ редких окаменелостей, который, по словам ученых, восполняет пробелы в знаниях о развитии существ, давших начало первым наземным позвоночным.

Не головастик, а почти взрослая особь

Международная группа палеонтологов пришла к выводу, что многие ранние четвероногие позвоночные, жившие около 300 миллионов лет назад, вероятно, не проходили через привычную для современных амфибий стадию головастика (лат. gyrinus). К такому выводу исследователи пришли после изучения десятков очень хорошо сохранившихся окаменелостей из знаменитого местонахождения Мазон Крик (Mazon Creek fossil beds) в американском штате Иллинойс. Здесь в железистых карбонатных конкрециях сохранились не только кости, но и отпечатки мягких тканей древних организмов.

Особое внимание ученые уделили небольшой окаменелости, которую они интерпретировали как детеныша эмболомера — древнего полуводного позвоночного, внешне напоминавшего крокодила. Несмотря на юный возраст, строение его тела не соответствовало классическому головастику: у животного отсутствовали характерные признаки личиночной стадии современных земноводных. Вместо этого оно уже напоминало уменьшенную копию взрослой особи.

Выход на сушу оказался сложнее, чем считалось

Авторы сравнили находку с другими ранними четвероногими и пришли к выводу, что метаморфоз, характерный для современных лягушек и саламандр, вероятно, не был обязательным этапом эволюции первых наземных позвоночных. Личинки древних тетрапод были ближе по строению либо к молоди рыб, либо к детенышам амниот — группы, в которую сегодня входят пресмыкающиеся, птицы и млекопитающие. Это означает, что хорошо знакомая стадия головастика могла возникнуть значительно позже и уже после разделения основных эволюционных линий четвероногих.

Любопытные факты

Мэйзон Крик входит в число немногих мировых местонахождений с исключительной сохранностью ископаемых, где нередко обнаруживаются отпечатки мягких тканей, которые обычно не переживают процесс окаменения. Во времена позднего каменноугольного и раннего пермского периодов (311—290 млн лет назад) здесь располагались болотистые леса, речные дельты и мелководные моря, а уникальные условия позволили сохранить множество древних организмов практически в трехмерном виде.

Самые древние известные четвероногие появились в море около 370 миллионов лет назад, однако их раннее развитие до сих пор остается одной из самых малоизученных страниц эволюции позвоночных.

Метаморфоз с превращением головастика во взрослую особь сегодня характерен далеко не для всех земноводных. У некоторых современных саламандр личиночные признаки сохраняются всю жизнь (явление неотении), что показывает разнообразие стратегий развития даже среди ныне живущих видов.

Недавно мы рассказали, что у мозга рыбок данио и человека нашли древнюю общую черту.