Палеонтологи обнаружили на территории Марокко "кладбище" древних гигантских членистоногих беспозвоночных. Это говорит о том, что эти существа начали доминировать в морях Земли как минимум 470 млн лет назад. Работа опубликована в журнале Scientific Reports. О результатах во вторник сообщила пресс-служба британского Университета Эксетера.
Членистоногие - один из самых древних классов многоклеточных живых существ. Их первые представители появились в толще первичного океана Земли предположительно около 550-530 млн лет назад, в самом начале "кембрийского взрыва". Они долго доминировали как в море, так и на суше, куда выбрались первыми среди всех многоклеточных животных около 430-425 млн лет назад.
Как отмечают исследователи, ученых давно интересует то, как и когда членистоногие беспозвоночные стали доминировать в экосистемах древних морей Земли. Понимание этого важно для раскрытия истории эволюции современных насекомых, ракообразных и других представителей беспозвоночной фауны планеты.
На юге Марокко, в регионе под названием Тайчуте залегают сланцы-лагерштетты, сформировавшиеся примерно 470 млн лет назад на мелководье одного из древних морей. Мелководы покрывали почти всю территорию современной северной Африки. В то время этот регион континента находился в окрестностях южного полюса Земли и был покрыт мелководными водоемами.
Первые раскопки на территории Тайчуте показали, что здесь залегает множетсво отпечатков тел и панцирей гигантских членистоногих существ, в том числе крупных трилобитов, "бронированных" червей-палеосколецидов, причудливых хищников из класса динокаридов, а также массы других беспозвоночных. Длина многих из них составляла более двух метров, по этой причине они были самыми крупными животными начала ордовикской эры.
Открытие останков, как отмечают палеонтологи, указывает на то, что крупные членистоногие перешли к свободноплавающему образу жизни и начали доминировать в морях Земли уже 470 млн лет назад. В пользу этого говорит и то, что схожие отпечатки тел были найдены в начале столетия в соседнем регионе Марокко, в окрестностях города Загора.
Обнаружение похожих наборов окаменелостей в далеких друг от друга регионах Африки, по мнению ученых, говорит о том, что ни тот, ни другой регион не были единичными примерами существования такихэкосистем в морях ордовикской эры. Это говорит о важной роли, которую играли гигантские членистоногие в работе древних экосистем планеты.
Источник: ТАСС
Палеонтологи обнаружили на юге Китая отпечатки тел четырех ранее неизвестных видов древних рыб возрастом в 436-439 млн лет. Они претендуют на статус древнейшего общего предка людей и современных челюстных рыб. Это открытие отодвигает время появления челюстных животных на 30 млн лет в прошлое. Работа опубликована в журнале Nature. О результатах сообщила в среду пресс-служба штаб-квартиры Китайской академии наук.
"Открытые нами окаменелые останки рыбы Fanjingshania представляют собой самые древние свидетельства существования челюстных позвоночных на Земле. Их обнаружение позволило нам узнать много нового о том, как протекала эволюция ключевых черт анатомии позвоночных, в том числе челюстей, органов чувств и парных конечностей", - заявил профессор Института палеонтологии позвоночных и палеоантропологии КАН в Пекине (Китай) Чжу Минь, чьи слова приводит пресс-служба штаб-квартиры КАН.
Большая часть современных групп и типов животных появилась примерно 540-520 миллионов лет назад в ходе кембрийского взрыва - резкого ускорения эволюции и увеличения многообразия многоклеточных существ. В это время возникли предки червей, насекомых, рыб и прочих беспозвоночных и позвоночных животных, населяющих Землю сегодня.
Первые полноценные позвоночные существа, обладающие челюстями, появились значительно позже. Точное время их возникновения пока остается предметом споров среди палеонтологов. Самые древние отпечатки тел челюстных рыб относятся к началу девонской и концу силурийской эры, 420-410 млн лет назад, однако генетические исследования показывают, что позвоночные существа с челюстями должны были появиться на несколько десятков миллионов лет раньше.
Исследователи получили первые вещественные подтверждения этой гипотезы генетиков в ходе раскопок, которые проводились на территории южнокитайских провинций Хунань, Гуйчжоу и Чунцин. На их территории залегают сланцевые породы, сформировавшиеся в начале и в середине силурийской эры, примерно 440-430 миллионов лет назад, когда почти вся территория современного Китая была покрыта мелководными морями.
В этих породах исследователи обнаружили отпечатки сразу четырех ранее неизвестных видов рыб - Fanjingshania renovata, Tujiaaspis vividus, Xiushanosteus mirabilis и Shenacanthus vermiformis. Они коллективно претендуют на статус "переходного звена эволюции", объединяющего бесчелюстных и челюстных позвоночных, которые в силурийскую и девонскую эры были широко представлены различными видами панцирных рыб, а также колючкозубых и хрящевых акул.
К числу двух последних, как отмечают ученые, относятся открытые ими рыбы видов Fanjingshania renovata и Shenacanthus vermiformis, а панцирные рыбы Tujiaaspis vividus и Xiushanosteus mirabilis сочетают признаки как бесчелюстных, так и челюстных обитателей древних морей. Все эти рыбы, как отмечают ученые, жили на Земле примерно в одно и то же время, около 436-439 млн лет назад.
Все эти открытия, по словам авторов, отодвигают время появления общих предков всех современных рыб и человека, примерно на 30 млн лет назад в прошлое. Это говорит о том, что первые челюстные рыбы могли появиться в начале силурийской эры или даже в конце предшествовавшего ей ордовикского периода, подытожили ученые.
Ученые обнаружили ископаемые деревья, возраст которых составляет 386 миллионов лет. Это самые древние на сегодняшний день окаменелости доисторического леса. Находка описана в журнале Current Biology.
При обследовании заброшенного песчаного карьера в местечке Каир в штате Нью-Йорк (США) в 2008 году ученые обнаружили прекрасно сохранившиеся отпечатки корневой системы крупных деревьев, которые были, по мнению палеоботаников, частью огромного леса, который произрастал здесь в середине девонского периода.
Закончив изучение объекта, исследователи выяснили, что это остатки самого древнего леса на планете. Ранее старейшими на планете считались деревья, обнаруженные в местечке Гильбоа, также в штате Нью-Йорк. Их возраст был определен в 385 миллионов лет.
Окаменевшая корневая система археоптерисов - древнейших на планете деревьевУченые нанесли на карту границы древнего леса, площадь которого составляла как минимум три тысячи квадратных метров. В нем произрастали по меньшей мере два вида деревьев. Первый — Eospermatopteris — относился к классу кладоксилеевые (Cladoxylopsida) — древовидных хвощей, аналогичных тем, что были найдены в Гильбоа. Второй вид — Archaeopteris — крупные растения с древесным стволом и плоскими папоротниковидными листьями, обладавшие мощной разветвленной корневой системой, отпечатки которой нашли ученые. Длина отдельных корней достигает 11 метров, а толщина — до 15 сантиметров.
Среднедевонский лес, очевидно, был не таким густым, как современные леса. Отдельные и редкие кладоксилопсиды — безлистные деревья высотой до 10 метров и короткими ветвями перемежались в нем с археоптерисами, напоминавшими сосну, на ветвях которой вместо иголок росли вьющиеся листья, как у папоротника.
Окаменелые остатки самого старого в мире ископаемого леса в карьере из песчаника в Каире, штат Нью-ЙоркИсследователи отмечают, что многоуровневая корневая система археоптерисов сыграла важную роль во взаимодействии древних растений и почв, а значит и в совместной эволюции лесов и атмосферы. Это были одни из первых растений, которые благодаря своим плоским зеленым листьям начали активно улавливать и накапливать углекислый газ из воздуха.
"Эти деревья способствовали удалению углекислого газа из атмосферы", — приводятся в пресс-релизе Кардиффского университета слова одного из авторов исследования Кристофера Берри Christopher Berry. — В итоге к концу девонского периода количество углекислого газа в атмосфере уменьшилось до сегодняшнего значения".
Все эти деревья размножались, используя споры, а не семена. Еще один вид растений ученым не удалось идентифицировать.
Исследование также показало, что древнейший на планете лес был уничтожен наводнением. На это указывают находки в тех же слоях окаменелостей рыб. Возможно, именно благодаря тому, что корневая система растений законсервировалась в бескислородной среде морских осадочных отложений, она так хорошо сохранилась.
Свидетельства такого поведения ученые наблюдали как у древних существ, так и у современных.
Очередь из трилобитовНайденные в Марокко отпечатки тел примитивных членистоногих существ — трилобитов — указали на то, что те умели координировать свои действия с сородичами, организуя своеобразные «очереди» уже 480 млн лет назад. О том, что это открытие означает с точки зрения эволюции, палеонтологи рассказали на страницах научного журнала Scientific Reports.
«Отпечатки этих трилобитов показывают, что коллективные формы поведения появились среди членистоногих неожиданно рано, еще в начале палеозойской эры. Скорее всего, они помогали этим незрячим животным или быстрее достигать нерестилища, или выживать в опасной среде, коллективно избегая штормов или источники токсинов», — пишут исследователи.
Многие виды животных за миллионы лет эволюции выработали удивительно сложные стратегии поведения, которые они могут менять на ходу в зависимости от текущей ситуации. К примеру, многие перелетные птицы могут не только летать в форме клина или линии при движении на зимовье, но и «рассыпаться» по местности, если они сталкиваются с хищниками. Аналогичным образом ведут себя многие рыбы, а дельфины научились противодействовать этому, выработав уникальные групповые тактики охоты, которые позволяют им координировать свои действия.
В последние годы ученые открыли множество новых примеров подобного биологического «коллективизма» среди самых неожиданных представителей живого мира, которые раньше считались убежденными «волками-одиночками». В их число вошли осы, различные виды кукушек, которые объединяются в своеобразную «пернатую мафию», а также летучие мыши-вампиры, помогающие друг другу выживать при недостатке пищи.
Жан Ваннье из Лионского университета (Франция) и его коллеги, проводя раскопки на территории современного Марокко, выяснили, что подобные формы поведения были характерны даже для самых древних форм членистоногих животных.
Здесь залегают породы, которые сформировались в начале ордовикского периода, примерно 480 млн лет назад. В это время Земля только начала восстанавливаться после первого крупного вымирания многоклеточной жизни, которое случилось в конце кембрийской эпохи. Примерно в это же время началась так называемая Великая ордовикская радиация, период, в ходе которого видовое разнообразие морских беспозвоночных резко выросло, а устройство их тела заметно усложнилось.
Ваннье и его коллеги предполагают, что они открыли одно из проявлений этого процесса сверхбыстрой эволюции животных, найдя крайне необычные отпечатки трилобитов вида Ampyx priscus. Эти небольшие членистоногие существа были разбросаны в пласте, где их нашли, отнюдь не случайным образом. Трилобиты были сосредоточены в небольших группах, которые по форме были похожи на прямые или кривые линии. Иными словами, трилобиты были выстроились в своеобразные «очереди», в которых они двигались «гуськом» друг за другом.
В прошлом, по словам авторов статьи, ученые уже находили подобные группы древних беспозвоночных, однако они считали, что те были сбиты в кучу уже после смерти благодаря особой форме дна моря и характеру течений.
Открытие множества подобных «линий» из трилобитов, для которых характерна примерно одинаковая форма, и которые при этом разбросаны по разным участкам древнего дна моря, заставило ученых усомниться в этом. Палеонтологи предполагают, что трилобиты путешествовали вместе и были одновременно погребены под слоем песка или других отложений в результате внезапного удара шторма или какого-то другого катаклизма.
В этом отношении, как отмечают исследователи, марокканские трилобиты напоминают многих современных членистоногих, в том числе гусениц походных шелкопрядов (Thaumetopoeidae), которые выстраиваются в «цепи» и мигрируют с одного растение на другое очень похожим образом, а также некоторые виды морских лангустов. И те и другие беспозвоночные «коллективисты» обмениваются различными химическими сигналами для «общения» с сородичами и синхронизации коллективных действий.
Трилобиты, как предполагают ученые, могли координировать свои миграции не только при помощи химических сигналов, но и длинных «усов» и прочих выростов тела, которые помогали им поддерживать физический контакт друг с другом при движении «очереди». Для чего они это делали, пока не понятно, однако сам факт существования схожих форм коллективного поведения и в далеком прошлом, и сегодня, как считают исследователи, говорит о том, что «коллективизм» играл важную роль в жизни и эволюции древних членистоногих.
Источник: PaleoNews
Ученые обнаружили на склонах Большого Каньона следы первых рептилий планеты, живших на территории будущей Северной Америки примерно 310 миллионов лет назад. Их фотографии были представлены на ежегодной встрече Общества палеонтологии позвоночных животных в Альбукерке.
Отпечатки лап дневнейшего пресмыкающегося"Когда я впервые увидел эти следы, я очень удивился – возникло впечатление, что они были оставлены парой животных, которые шли рядом друг с другом. Ни современные, ни древние рептилии так не поступали. Только когда я пришел домой, я понял, что на самом деле их оставил один ящер, который шел вбок", — рассказывает Стивен Роулэнд (Stephen Rowland) из университета Невады в Лас-Вегасе (США).
Первые динозавры, как сегодня считают палеонтологи, появились в конце Триасового периода, около 240 миллионов лет назад, после исчезновения всех крупных звероящеров, доминировавших на Земле в Пермском периоде. Главными конкурентами динозавров за корону самых успешных животных на Земле были крокодилы, достигавшие в те времена гигантских размеров и обитавших не только в водоемах, но и на суше.
И крокодилы, и динозавры являются близкими родственниками, чьи предки разделились, как сегодня полагают ученые, в середине Триасового периода. Как и когда это произошло, палеонтологи пока не знают, так как окаменелости этого времени достаточно редки.
Долгое время ученые считали, что первые динозавры не были похожи на крокодилов, однако недавно палеонтологи нашли останки предположительного предка всех динозавров, похожего на крокодила. Эта находка возродила и обострила споры вокруг того, как выглядели и как передвигались древнейшие рептилии Земли.
Роулэнд и его коллеги нашли пока самые древние и примитивные отпечатки ног этих существ, существовавших на Земле еще до вымирания звероящеров, проводя раскопки на территории Большого Каньона в штате Колорадо.
Гуляя по одной из тропинок, проложенных по южному склону этого природного чуда света, ученые заметили необычный булыжник, упавший на ее обочину относительно недавно. Изучив его поверхность, они нашли набор углублений, оставленных на склоне песчаной дюны или другой относительно мягкой поверхности лапами пока неизвестной древней рептилии.
Когда палеонтологи измерили возраст этого камня, они обнаружили, что это животное, по всей видимости, было одним из самых первых представителей своего класса. Эти следы окаменели примерно 310 миллионов лет назад, всего через два миллиона лет после предполагаемого появления рептилий.
Почему данное существо шло боком? Как предполагает палеонтолог, прародитель рептилий вряд ли передвигался подобным образом всегда. Скорее всего, он или взбирался по склону холма, или же двигался против сильного ветра.
В ближайшее время Роулэнд и его коллеги планируют перевезти этот камень в лабораторию, где его обстоятельное изучение поможет им найти родичей этой "перворептилии", и понять, как она могла выглядеть, опираясь на устройство отпечатков.
Источник: РИА Новости
Палеонтологи проследили эволюцию позвоночника млекопитающих, сообщается в Science. Первым, еще у рептилий, изменился шейный отдел, затем у цинодонтов, предков млекопитающих, появился грудной отдел, а самым последним — уже у млекопитающих — дифференцировался поясничный отдел.
Хорошо известно, чем млекопитающие отличаются от других животных: помимо того, что они выкармливают детенышей молоком, они теплокровные, подавляющее большинство из них — живородящие, у них есть неокортекс (области коры головного мозга) и волосы или шерсть. Кроме всего прочего, млекопитающие обзавелись сложным позвоночником, состоящим из нескольких отделов. Позвоночник у них делится на шейный, грудной, поясничный, крестцовый и хвостовой отделы. В то время как в позвоночнике у древних амниот (высших позвоночных, к которым сейчас относятся рептилии, птицы и млекопитающие) не было шейного, грудного и поясничного отделов, а был не дифференцированный общий «туловищный». Предположительно, появление этих трех отделов было связано с возникновением разных типов походки и дыхательными функциями.
Филогенетическое дерево, иллюстрирующее гипотезу авторов статьи. Таксоны слева направо: амбистома, игуана, эдафозавр, триксанодон, мышь. K.Jones et al. / Science, 2018Американские палеонтологи под руководством Стефани Пирс (Stephanie Pierce) из Гарвардского университета решили ответить на вопрос, когда произошла дифференциация отделов позвоночника. Чтобы это выяснить, они изучили 16 прекрасно сохранившихся позвоночников синапсид или зверообразных — группы амниот, появившейся около 318 миллионов лет назад. К синапсидам относились вымершие терапсиды (звероподобные рептилии) и цинодонты — предки млекопитающих. Кроме окаменелостей авторы статьи проанализировали строение тысячи позвоночников современных животных, в том числе млекопитающих, рептилий и амфибий.
Результаты показали, что дифференциация отделов позвоночника началась примерно 270-280 миллионов лет назад. У рептилий пеликозавров (одним из представителей которых был эдафозавр) изменились длина ребер и положение передних конечностей. Следующим, у цинодонтов (в частности, у тринаксодона) около 250 миллионов лет назад добавился дополнительный «модуль» грудного отдела позвоночника, что сопровождалось перестройкой грудного пояса. Также у них уменьшились спинные ребра и выросла подвижность плечевого пояса. Наконец, уже у млекопитающих, произошла дифференциация в поясничном отделе позвоночника, часть позвонков лишилась ребер.
Ранее ученые показали, что млекопитающие начали вести дневной образ жизни только после вымирания динозавров 66 миллионов лет назад. До этого они были активны ночью и, таким образом, избегали взаимодействия с хищными рептилиями.
Скелеты двух парейазавров – предков динозавров — обнаружили этим летом в Кировской области, сообщил РИА Новости заведующий экспозиционно-выставочным отделом Вятского палеонтологического музея Леонид Кавардаков.
Раскопки ископаемых рептилий с 1933 года ведутся в Кировской области, где находится памятник природы "Котельничское местонахождение парейазавров", протянувшийся вдоль правого берега реки Вятки почти на 25 километров от города Котельнича до поселка Вишкиль. Результаты этих работ стали большим научным открытием и послужили причиной создания Вятского палеонтологического музея.
"Щекастых ящеров – так еще называют парейазавров за костные бугры на голове – находят в Кировской области с 1933 года. В 70-е годы находили по 7 и даже 10 полных скелетов за сезон. Видимо из-за того, что раскопки тогда проводились реже, чем сейчас, материал дольше оставался в породе и кости вымывало из берега так, что их видели проплывавшие мимо рыбаки. В нынешнее время найти парейазавра бывает не так просто. Но этим летом в Котельническом месторождении обнаружили двух парейазавров – древних предков динозавров", — рассказал Кавардаков.
Первый скелет доисторической рептилии в конце июня обнаружили рыбаки, которые приплыли на один из островков на реке Вятке и увидели торчавшую из глины челюсть с зубами. Приехавший на место сотрудник палеонтологического музея подтвердил, что находка действительно является скелетом пайреазавра.
"Второго парейазавра 9-го августа нашли наши коллеги из Казани, которые приезжали к нам на месторождение на раскопки. Правда, в отличие от первого найденного в этом году, этот скелет был в очень плохой сохранности — либо хищники растащили, либо рекой его размыло. Мы собрали все, что можно было найти, и со всеми предосторожностями перевезли в музей", — сообщил заведующий экспозиционно-выставочным отделом.
Он пояснил, что перед транспортировкой найденные кости аккуратно проклеивают для того, чтобы находки не рассыпались. Прежде, чем забрать части скелета с берега, вокруг них создают защитный слой из гипса и мешковины либо из монтажной пены, а уже потом получившиеся монолиты перевозят в Киров.
"Здесь они пропитываются защитным раствором, чтобы не разрушились. После просыхания удаляется лишняя порода, чтобы освободить кости. А затем они принимаются в фонды музея. Первый найденный этим летом парейазавр с середины июля уже находится в нашей лаборатории, а второго мы привезли только позавчера", — добавил Кавардаков.
Скелеты парейазавров выставляются в Вятском палеонтологическом музее в Кирове и в филиале музея в Котельничах, где желающие могут прийти на них посмотреть.
По словам сотрудника музея, сегодня изучением парейазавров во всем мире занимается лишь небольшое количество ученых.
"Парейазавры пока еще недостаточно изучены, и в ближайшие годы, я думаю, нас ждут настоящие откровения о них и об их образе жизни", — заявил Кавардаков.
Источник: РИА Новости
Ученые Лозаннского университета в сотрудничестве с коллегами из Женевы, Льежа (Бельгия) и Бремена (Германия) впервые с высокой точностью установили время массового вымирания флоры и фауны на Земле в девонский период палеозойской эры. Как сообщает университет на своем сайте, эта экологическая катастрофа, одна из самых крупных в истории планеты, произошла 371860000 лет назад. Отмечается, что датирование было проведено на основе исследования минерала циркона с применением уран-свинцового метода.
Как информирует университет на своем сайте, полученный результат "можно считать исключительно точным в сравнении со всеми предыдущими оценками". Был изучен циркон, обнаруженный в вулканическом пепле в горных осадочных породах. По степени распада содержащегося в цирконе урана и накопления в результате этого процесса свинца специалисты установили время девонского вымирания. Свои выводы ученые опубликовали в восьмом томе онлайн-издания Scientific Reports за текущий год.
В девонский период (примерно 419,2 - 358,9 млн лет назад) животные впервые вышли на сушу и появились первые деревья. Вместе с тем в это время произошло массовое вымирание флоры и фауны. По некоторым оценкам, исчезло около 22% всех семейств морских животных, основную часть которых составляли беспозвоночные.
В отличие от вымирания динозавров около 66 млн лет назад, которое в научном мире связывают, в частности, с падением небесного тела, вызвавшим появление кратера Чиксулуб на полуострове Юкатан, и с вулканической активностью, у девонского вымирания нет однозначного объяснения. Именно поэтому очень важно было максимально точно датировать произошедший более 370 млн лет назад экологический катаклизм, поясняют ученые. По словам ведущего автора научной работы, геохимика Лозаннского университета доктора Лоуренса Персиваля "точная датировка девонского вымирания дает новую основу для лучшего понимания произошедших тогда событий, которые могли привести к экологической катастрофе".
"Интересный факт", по мнению ученых, состоит в том, что у науки на данный момент нет сведений о том, что в девонский период с Землей столкнулся астероид или произошло вулканическое извержение, изменившее климат на планете. Подчеркивается, что хотя губительное воздействие астероида или вулканической активности на животный мир девонского периода "еще может быть установлено в будущем", вполне возможно, что "это не имеет отношения к вымиранию" и что "девонская катастрофа была вызвана другими процессами, глубоко отличающимися от тех, которые позже привели к другим массовым вымираниям и, в частности, вызвали конец эры динозавров".
Источник: ТАСС
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
Первые многоклеточные животные уничтожили гигантские запасы органики, накапливавшиеся на дне первичного океана Земли, что вызвало мощное глобальное потепление примерно 500 миллионов лет назад, говорится в статье, опубликованной в журнале Nature Communications.
"На дне океана существует множество животных, которые постоянно "перепахивают" его, подобно дождевым червям у вас на даче. Их появление в ту эпоху, когда биотурбации почвы еще не существовало, должно было в корне поменять облик всей Земли в целом",— рассказывает Тим Лентон (Tim Lenton) из университета Эксетера (Великобритания).
Большая часть современных групп и типов животных появилась примерно 540-520 миллионов лет назад, в ходе так называемого "кембрийского взрыва" — резкого ускорения эволюции и увеличения многообразия многоклеточных существ. В это время возникли предки червей, насекомых, рыб и прочих позвоночных животных.
Последствия их внезапного появления на Земле до сих пор остаются предметом споров среди палеонтологов. Часть ученых считает, что появление кембрийской фауны сопровождалось "массовыми потрясениями" и вымиранием их эдиакарских предшественников, а другие полагают, что этот процесс был более плавным.
Лентон и его коллеги раскрыли возможную причину и механизм вымирания эдиакарской фауны и самих кембрийских животных, изучая следы первых животных на Земле — различных донных многоклеточных организмов, специализировавшихся на поедании останков микробов и других живых существ.
Сравнив структуру образцов морского грунта, сформировавшегося во времена Эдиакара и кембрия, а также более поздних геологических эпох, ученые попытались воспроизвести различия между ними, создав компьютерную модель дна первичного океана Земли.
Эти расчеты неожиданным образом показали, что запасы органики, которые накапливались на дне морей планеты на протяжении сотен миллионов лет, были фактически полностью "съедены" первыми поколениями животных, похожими на дождевых червей, креветок и других "роющих" беспозвоночных.
В результате резко изменился не только состав почвы и придонных слоев воды, но и атмосферы Земли, куда попало огромное количество углекислоты, метана и прочих парниковых газов. Их концентрация оставалась высокой на протяжении последующих 100 миллионов лет, что породило мощнейшее глобальное потепление, перестройку экосистем и массовое вымирание животных, спровоцировавших этот кризис.
В пользу этой теории говорит то, что концентрация кислорода в древних океанах Земли, судя по долям изотопов в окаменелых останках их дна, оставалась крайне низкой с момента завершения "кембрийского взрыва" и до конца ордовикского периода, когда концентрация CO₂ в атмосфере резко упала.
Это событие сопровождалось формированием полярных ледовых шапок и еще одним массовым вымиранием, когда кембрийская флора и фауна уступила место новым видам одноклеточных и многоклеточных.
Второе вымирание и перемена климата, как подозревают ученые, были связаны с появлением еще одного нового класса живых существ — сухопутных растений, чьи первые представители колонизовали сушу задолго до появления дождевых червей и прочих животных, переваривающих органические останки в почве, что резко снизило концентрацию CO₂ в атмосфере и "остудило" планету.
Источник: РИА Новости
Ученые нашли останки доисторического "горыныча", крупного хищного звероящера, и "ночницы", ее меньшей "сестры", проводя раскопки в окрестностях города Котельнич в Кировской области. Описание этих находок было опубликовано в журнале PeerJ.
Пермский горыныч"Открытие горыныча и ночницы впервые указало на то, что после одного из массовых вымираний хищные животные, жившие на Земле в середине Пермского периода, "поменялись местами" в экосистеме. Представьте, что медведи уменьшились бы до размеров ласки, а ласки выросли до габаритов косолапых", — рассказывает Кристиан Каммерер (Christian Kammerer) из Музея естественных наук Северной Каролины в Роли (США).
До появления динозавров, на Земле царили причудливые звероящеры-терапсиды, сочетавшие в себе признаки рептилий и млекопитающих. Они обладали хорошо развитым зубным аппаратом, у них отсутствовала чешуя, а их анатомия позволяла им быстро бегать, а не волочить брюхо по земле, как это делали их примитивные родственники. Наибольшее число останков терапсид ученые нашли в Сибири и на Урале.
Самые "продвинутые" и крупные звероящеры, так называемые горгонопсы, а также их "меньшие братья" тероцефалы, были похожи по своей анатомии и облику на саблезубых тигров времен ледникового периода. Как и их далекие идеологические "наследники", они обладали чрезвычайно мощными клыками и могли быстро бегать и активно преследовать добычу.
Каммерер и его коллега Владимир Масютин из Вятского палеонтологического музея в Кирове нашли в России останки двух крайне необычных звероящеров, указавших на масштабные перестройки всех экосистем Земли в середине Пермского периода, связанных, предположительно, с очередным массовым вымиранием.
Проводя раскопки в окрестностях города Котельнич, где российские палеонтологи регулярно находят останки древних терапсид, ученые нашли хорошо сохранившиеся черепа и части скелета одного горгонопса и одного тероцефала, которых они назвали "ночницей" (Nochnitsa geminidens) и "горынычем" (Gorynychus masyutinae).
В отличие от Змея-Горыныча из сказок, его реальный "тезка" обладал куда более скромными габаритами – он был похож на волка по своему облику и размерам, за исключением гигантских клыков. Несмотря на это, он был самым крупным хищником своего времени, безраздельно правившим в лесах будущей Кировской области.
Судя по числу и устройству зубов, "горыныч" был не горгонопсом, как все остальные топ-хищники Пермского периода, а необычно крупным тероцефалом, выросшим до размеров крупнейших звероящеров.
В свою очередь, "ночница" оказалась одним из самых маленьких горгонопсов, известных науке – ее размеры, по оценкам Масютина и Каммерера, не превышали габаритов крупной кошки или крысы. Она обладала крайне необычным "двойным" набором зубов и вытянутой мордой, что указывает на то, что она питалась насекомыми или другой мягкой пищей.
Подобная смена ролей и необычные размеры "горыныча" и "ночницы", как отмечают ученые, является еще одним аргументом в пользу того, что в середине Пермского периода, примерно 260 миллионов лет назад, произошло еще одно массовое вымирание. Оно разрушило старые экосистемы и заставило бывших топ-хищников и их жертв поменяться местами.
Источник: РИА Новости
Самые ранние позвоночные Земли, которые могли передвигаться по суше на четырёх лапах, обитали не в пресноводных озерах или реках. Вместо этого эти существа, появившиеся около 375 миллионов лет назад, жили в солоноватых водах дельты реки или эстуария – однорукавного (в отличие от дельты) воронкообразного устья реки, расширяющегося в сторону моря, сообщают исследователи из Университета Лиона (Франция) в журнале Nature.
Ранние четвероногие, такие как ихтиостега (Ichthyostega) и акантостега (Acanthostega), были переходным звеном между лопастепёрыми рыбами и наземными позвоночными: у них были ноги, а также жабры и хвосты, что позволяло им передвигаться как по суше, так и в воде. Новое исследование, проведенное палеонтологом Жаном Гедертом (Jean Goedert) из Университета Лиона и его коллегами, предполагает, что эти животные также могли переносить резкие изменения солености воды, обнаруженные, например, в устье реки – в месте, где река впадает в море.
Исследователи проанализировали изотопы серы и кислорода – формы этих элементов с одинаковым количеством протонов, но разной массы – в окаменелых костях 51 древнего четвероногого, найденного в Гренландии и в Китае. По сравнению с пресной водой, морская вода имеет более высокое соотношение изотопа серы-34 относительно серы-32. В исследуемых образцах проявлялся повышенный уровень серы-34, сообщают исследователи, предполагая, что существа хотя бы некоторое время проводили в морской воде. Но изотопный анализ кислорода показал, что пресная вода также присутствовала в среде, в которой обитали древние амфибии.
Результаты ставят под сомнение устоявшуюся теорию о том, что самые ранние тетраподы вышли на земли из пресноводных вод, таких как реки или озера. В 1929 году первые ископаемые Ichthyostega были обнаружены в слоях красного песчаника в восточной Гренландии. Эта осадочная порода которая раньше считалась пресноводным отложением. Но позже были найдены окаменелости тетрапод, которые эволюционно были связаны с известными морскими видами – это дело основания полагать, что первые "ходоки", возможно, жили в более соленых водах, чем считалось ранее.
Исследователи говорят, что способность приспосабливаться к средам с равным уровнем солености помогла четвероногим - группе, которая включает в себя сегодняшних амфибий, рептилий и млекопитающих - выжить во время массового вымирания обитателей океана, которое произошло к концу девонского периода около 359 миллионов лет назад.
Источник: Научная Россия
Ученые России и Белоруссии описали ранее неизвестный науке вид древних акул с зубами, состоящими из более двадцати вершин и разветвленной системой внутризубных каналов. Геологи нашли зубы на территории Белоруссии еще в 1970-х годах, но изучить их смогли только сейчас, сообщил во вторник ТАСС доцент Санкт-Петербургского государственного университета Александр Иванов.
Найденный аулий зубВ исследовании принял участие доцент Белорусского национального технического университета Дмитрий Плакс. Зубы древних акул исследовали на микротомографе Научного парка СПбГУ. "Описанный нами новый вид [древних] акул обладал уникальными многовершинными зубами. Таких зубов [исследователи] не встречали ни у одной древней акулы", - сказал Иванов, пояснив, что каждый из трех исследованных зубов содержал четыре основные вершины, а всего ученые их насчитали более двадцати.
Микротомографические исследования позволили ученым больше узнать об эволюционных изменениях зубной системы рыб. "Со временем количество вершинок зубов и количество зубных каналов у рыб уменьшалось, и цикл смены зубов становился гораздо короче, - отмечает ученый, - новый тип зубов говорит о неизвестном до этого типе питания акул и о том, что среди современных акул и скатов такого типа нет", - сообщил ученый.
Внутреннее строение зубов древних акул ученые изучили с помощью электронного микроскопа и микротомографа. "Мы увидели, какая у них удивительно разветвленная система каналов: крупных, мелких, горизонтальных и восходящих, тогда как у большинства современных хрящевых рыб она гораздо проще", - отметил собеседник. Один из трех найденных в Белоруссии зубов подсказал ученым, как питались древние акулы. "На микротомограмме видно, что в частоколе вершин зуба застрял зуб небольшой костной рыбы, - цитирует Александра Иванова пресс-служба вуза, - у меня есть подозрения, что акула питалась мелкими лучеперыми рыбками: схватила одну, а зуб так и застрял между вершинами в челюсти акулы".
Три акульих зуба необычного строения и формы в 1970-х годах нашли геологи, которые искали соляные месторождения на территории Белоруссии. Они были извлечены из керна (столбика грунта, - прим. ТАСС), вынутого из скважины Туров-106 недалеко от города Житковичи (Гомельская область, Белоруссия). "Породу растворили для извлечения микроостатков древних организмов, чтобы определить по ним относительный возраст пород. Оказалось, что на глубине около 200 метров есть слои глины, которые позволили зубам буквально законсервироваться и сохранить свою уникальную форму", - приводит слова ученого пресс-служба СПбГУ.
Окаменелости палеозойской эры ученые отнесли к ранее неизвестному науке виду акул Тамиобатис (Tamiobatis) и назвали Тамиобатис ельге (Tamiobatis elgae) - в честь известного эстонского палеоихтиолога Эльги Марк-Курик из Таллина (1928-2016), которая изучала находки в 1970-е годы. В наши дни известны фрагменты древних акул из группы Tamiobatis найдены в США (рыбы из Кливлендских сланцев), в Германии, в Польше, в Подмосковье - в карьерах окрестностей города Серпухова. Но столь необычные зубы не встречались больше нигде. "Новый вид найден только в Белоруссии", - отметил Александр Иванов.
Он напомнил, что на современной территории Белоруссии, Литвы, Латвии, Эстонии, Псковской и Новгородской областей 350 млн лет назад было море, и "это установлено достаточно давно по породам этого возраста". Известно также, что и современные, и крупные доисторические акулы в течение всей своей жизни меняли зубы: если один выпал, ему на смену вырастает новый.
Источник: ТАСС
Палеонтологи из Великобритании нашли свидетельства того, что первые сухопутные растения на Земле появились примерно 500 миллионов назад, то есть на сто миллионов лет раньше, чем давали предыдущие расчеты, говорится в статье, опубликованной в журнале PNAS.
"Появление растений на поверхности Земли радикально изменило ее климат и облик, многократно ускорив эрозию почвы и горных пород и резко уменьшив количество парниковых газов в атмосфере, что привело к похолоданию климата и прочим изменениям. Мы показали, что это произошло в середине кембрийского периода, в то же время, когда появились первые сухопутные животные", — рассказывает Дженнифер Моррис (Jennifer Morris) из Бристольского университета (Великобритания).
Как сегодня считают ученые, первые деревья появились в середине девонского периода, примерно 400 миллионов лет назад. Их появление резко изменило облик всей планеты, сделав ее "зеленой", заполнив ее атмосферу гигантским количеством кислорода, а также породив множество новых видов животных, в том числе сухопутных насекомых, и грибков, питающихся исключительно растительной биомассой.
То, как выглядели эти первые деревья, пока остается загадкой для палеонтологов – известно лишь небольшое число "окаменелых лесов", особого типа отложений этого времени, в которых сохранились полноценные стволы и корневые системы этих деревьев, оказавшиеся под землей благодаря извержениям пепла или лавы. Их изучение показывает, что это были очень причудливые объекты, у которых роль листьев исполняла особая фотосинтезирующая кора, а внешне они напоминали карликовые деревья современной тундры.
Относительно недавно ученые начали сомневаться в этой идее. К примеру, два года назад геологи нашли свидетельства того, что первые грибы появились на суше уже 440-460 миллионов лет назад, и они вряд ли могли бы существовать на суше сами по себе, без помощи растений или других источников органики, которой они должны были питаться.
Моррис и ее коллеги показали, что первые примитивные растения появились почти на 100 миллионов лет раньше, чем на то указывают окаменелости, объединив данные раскопок и генетическое древо эволюции самых примитивных растений, существующих сегодня на Земле.
Подобный подход, как объясняют ученые, позволяет ликвидировать главную проблему, которая раньше мешала и генетикам, и палеонтологам вычислить точное время появлений растений – отсутствие каких-либо данных по тому, какие именно представители флоры – сосудистые растения, печеночные или настоящие мхи — появились первыми на Земле.
Ни генетика, ни анализ окаменелостей не могут дать ответ на этот вопрос в одиночку – этому мешает небольшое число известных отпечатков древних растений, а сравнение ДНК говорит в пользу сразу всех трех вариантов происхождения флоры в зависимости от того, какие наборы примитивных растений сравнивали генетики.
Когда Моррис и ее коллеги объединили эти данные, им удалось получить неожиданный ответ на этот вопрос – первыми на Землю вышли мхи и их ближайшие родичи, что произошло примерно 514-506 миллионов лет назад. Первые сосудистые растения, к числу которых относятся все современные и древние деревья, появились на Земле около 440 миллионов лет назад, что примерно на 40 миллионов лет раньше, чем считалось ранее.
Подобные оценки, как объясняют исследователи, в корне меняют всю картину эволюции жизни на Земле. Во-первых, они говорят о том, что животные и растения покинули первичный океан Земли практически одновременно, а не поочередно, как считали палеонтологи раньше. Во-вторых, это открытие указывает на то, что масштабные изменения климата и его похолодание произошло не в каменноугольном периоде, в эпоху максимального процветания флоры, а гораздо раньше.
Все это, как считают Моррис и ее коллеги, следует учитывать при изучении того, как сухопутная флора и фауна влияли на эволюцию друг друга и как их взаимодействия могли приводить к массовым вымираниям и прочим катастрофическим событиям.
Источник: РИА Новости
Палеонтологи нашли на северо-западе Канады останки крайне необычного существа, похожего на "чужого" из одноименного фильма Ридли Скотта, которое может быть близким родственником предка всех пауков и клещей, говорится в статье, опубликованной в журнале BMC Evolutionary Biology.
Отпечаток Habelia optata - предка современных пауков, скорпионов и клещей"Сложная система щупалец и челюстей делала Habelia крайне опасным и свирепым хищником, учитывая относительно небольшие размеры этих существ. Скорее всего, они двигались очень быстро и могли разрывать на части даже самых бронированных обитателей первичного океана Земли", — рассказывает Седрик Ариа (Cedric Aria) из университета Торонто (Канада).
Реальный аналог "чужого" из фильмов Ридли Скотта терроризировал дно первых морей и океанов Земли в далеком прошлом, примерно 510-500 миллионов лет назад, в эпоху так называемого "кембрийского взрыва", когда появились все современные типы многоклеточных животных.
Останки причудливых жителей Земли того времени сохранились достаточно плохо, и дожили до нас только в нескольких уголках Земли, на мелководьях древних морей, где почти не было кислорода, разлагавшего мягкие останки древних животных в других частях планеты. Самые известные залежи такого рода, сланцы Берджесс, были открыты на северо-западе Канады в начале 20 века и они до сих пор вызывают интерес ученых.
Habelia optata в представлении художникаПять лет назад Ариа и его коллега Жан-Бернар Карон (Jean-Bernard Caron) открыли новую часть сланцев Берджес, получившую имя "Мраморный каньон". Помимо останков первых позвоночных животных, ученым удалось найти здесь множество отпечатков панцирей первых членистоногих, которые позволили им разрешить одну палеонтологическую загадку, ломавшую ученым голову фактически с самого момента открытия этих залежей.
Еще в 1912 году Чарльз Уолкотт (Charles Walcott), открывший сланцы Берджесс, обнаружил в их самых верхних слоях останки крайне небольшого существа длиной в два сантиметра, чей облик вызвал замешательство среди палеонтологов. Это существо было похоже по своей анатомии на примитивных ракоскорпионов и пауков, однако его голову украшало большое количество клешней и других отростков, больше характерных для многоножек и других жвалоносных беспозвоночных.
Отсутствие более полных отпечатков Habelia optata не позволило ученым однозначно отнести это небольшое животное к числу тех или других мягкотелых живых существ. Они решили эту проблему очень просто, объявив его "проблемной окаменелостью" и не став включать его в общее древо жизни. Карон и Ариа заполнили этот пробел, открыв четыре десятка новых окаменелостей этих "чужих" на территории Мраморного каньона и восстановив то, как на самом деле выглядели их челюсти и рот, а также остальные части тела.
Этот анализ, как отмечают ученые, фактически заново переоткрыл этот вид древних животных – оказалось, что он был не "кузеном" ракоскорпионов или многоножек, а близким родственником предка всех хелицеровых – подтипа членистоногих, к числу которых относятся пауки, скорпионы, клещи и ряд вымерших морских хищников.
Самой сложной частью этого существа является его рот – он "украшен" семью парами конечностей, пять из которых являются чем-то средним между челюстями современных животных и клешнями раков. Две других пары конечностей использовались "чужим" для поимки пищи и в качестве органов чувств. Помимо семи пар "рук" на голове, Habelia optata обладал еще и пятью парами ног, которые, как считают ученые, помогали ему быстро плавать и вылавливать трилобитов и других обитателей дна того времени.
Определение места этого существа на древе эволюции, по мнению Ариа, заметно меняет наши представления о том, как возникли предки пауков, клещей и других современных хелицеровых беспозвоночных. Похоже, что их эволюция двигалась в сторону упрощения их анатомии, а не усложнения, как считали раньше ученые.
Источник: РИА Новости
Палеонтологи откопали в Эстонии древнейшего обладателя сложных глаз - трилобита, жившего более 500 млн лет назад. Оказалось, с тех пор строение зрительной системы членистоногих принципиально не изменилось, и у современных пчел и стрекоз можно встретить такие же глаза.
Schmidtiellus reetae из группы OlenelloideaОб этом говорится в статье немецких и эстонских ученых, опубликованной в журнале Proceedings of the National Academy of Sciences.
Как известно, в кембрийскую эпоху произошел настоящий «взрыв» разнообразия многоклеточных организмов, когда появились все основные типы как ныне существующих, так и вымерших животных. К последним относятся трилобиты - самые распространенные кембрийские членистоногие, дальние родичи пауков, раков и насекомых.
Авторам статьи посчастливилось найти в раннем кембрии Эстонии древнейшего трилобита, чей возраст составляет около 530 млн лет. Он относится к виду Schmidtiellus reetae из группы Olenelloidea - представители этого надсемейства жили в начале кембрия на всех континентах и дали начало всем остальным трилобитам, которые просуществовали до конца перми.
Глаза найденного трилобита похожи на фасолины сантиметровой длины. Ученые рассмотрели в них отдельные омматидии - простые глазки, которые входят в состав сложных глаз членистоногих. В одном глазу трилобита размещалось всего около 100 омматидиев, то есть он обладал весьма посредственным зрением (для сравнения, у мухи в глазу находится 4000 омматидиев).
Кроме того, верхняя поверхность глаза Schmidtiellus reetae была лишена светопреломляющих линз - они располагались только сбоку. Возможно, это было необходимо, чтобы яркий свет, падающий сверху, не вносил помехи в работу зрения. Сам трилобит жил на дне, так что ему важнее было видеть, что происходит слева и справа, а не в верхнем слое воды.
Сегодня тот факт, что животные нуждаются в кислороде, чтобы жить, кажется очевидной истиной. Но относительный дефицит кислорода в древних океанах Земли помог развитию ранних морских существ, утверждает новое исследование.
«Кембрийский взрыв» — эволюционный скачок, произошедший около 540 миллионов лет назад и включающий в себя рождение большинства основных групп животных, известных сегодня, сопровождался значительным снижением уровня кислорода, — говорят результаты исследования. Они дают нам более полное представление о том, как именно в глубоком прошлом колебался уровень кислорода в океанах и атмосфере, и как он изменился так, чтобы эволюция не просто продолжалась, а еще и такими быстрыми (по геологическим меркам) темпами.
Тимоти Лионс, биогеохимик из Калифорнийского университета, Риверсайд, комментируя результаты исследования (в самом исследовании он не участвовал), сказал, что данная работа показывает, что времена с низким уровнем кислорода, можно сказать, «зарядили насос» для эволюции животных.
Сегодня, в зависимости от района, типичные поверхностные океанские воды состоят из 5,4-8 миллилитров растворенного кислорода на каждый литр морской воды. Но воды с низким уровнем (или почти отсутствующем) кислорода существуют — это так называемые «зоны минимального кислорода» (ЗМК). Таковыми являются некоторые места в восточной части Тихого океана. Там обитают мелкие животные, такие как нематоды и некоторые адаптировавшиеся к подобным условиям рыбы. Концентрации кислорода в этих районах могут составлять лишь около 1% от уровня поверхностных вод.
Лионс поясняет, что в некоторые древние эпохи, согласно другим недавним работам по океанической химии, морские животные жили в мирах с очень низким содержанием кислорода, и большая часть океана в эти периоды времени, вероятно, была как в современных ЗМК.
Палеонтологи Рейчел Вуд из Эдинбургского университета и Дуглас Эрвин из Смитсоновского института Национального музея естественной истории в Вашингтоне, округ Колумбия, решили изучить, как животное царство реагирует на эти низкие уровни кислорода. Они рассмотрели, как, исходя из летописи окаменелостей и из генетических данных, колебания концентрации кислорода коррелируют с появлением новых животных. Исходя из этого, они отметили три этапа, в которых кислород сначала опускался до критически низкой отметки, а затем снова поднимался, что приводило к увеличению животного разнообразия.
В древнейшей эволюционной истории животных, в период между 635 и 540 миллионами лет назад, в океане был повсеместно низкий уровень кислорода. В последующий, кембрийский период, начавшийся около 540 миллионов лет назад, появилось больше насыщенных кислородом вод. В это же время у животных появляются такие ключевые черты как сердце, центральная нервная система, пищеварительная система, а также скелет и конечности. По мере того, как уровни кислорода становились более высокими, группы с этими чертами размножались активнее, заполняя летопись окаменелостей тем, что теперь именуется «кембрийским взрывом». Но еще до самого взрыва, во время аноксических фаз, возникало много морфологической новизны, — объясняет Эрвин. Вероятно, это были маленькие и мягкотелые животные, которые существовали на обочине древних экосистем и которые практически не оставили никаких следов окаменелостей.
То же самое произошло в двух других, более поздних периодах. В конце кембрия океаны лишились кислорода на период от 3 миллионов до 4 миллионов лет. После такой «кислородной диеты», животная жизнь снова начала процветать, уже в так называемой ордовикской радиации. В течение этого периода произошло разрастание основных групп животных. Вуд замечает, что в этот период происходит увеличение разнообразия кораллов и губок.
Затем, около 252 миллионов лет назад, еще одно аноксическое событие привело к пермь триасовому вымиранию, самому большому массовому вымиранию в истории. Однако, по его окончанию, летопись окаменелостей снова показывает нам новые коралловые и губчатые виды, и животных — ихтиозавров, вымерших дельфиноподобных морских рептилий. Эти новые формы, вероятно, появлялись во времена с низким содержанием кислорода. Восстановление же уровня кислорода позволило им крайне быстро и успешно расплодиться, сообщают исследователи в «Биологических обзорах».
Ученые говорят, что результаты исследования не делают аноксию благоприятной для современных экосистем. Но в очень долгих временных масштабах это может привести к эволюции. «Раньше мы думали, что для того, чтобы дать эволюции совершить скачок, нужен пороговый уровень кислорода», — говорит Карл Симпсон, палеобиолог из Университета Колорадо в Боулдере, который не принимал участия в работе. «Но новое исследование говорит о том, что животный мир может диверсифицироваться и при крайне низком содержании кислорода».
Пока остается неизвестным, как именно времена с низким содержанием кислорода приводили к эволюции животных. Возможно, аноксия просто убивала более крупных и доминирующих животных, оставляя место для более мелких, давая последним захватить власть. Ответ непонятен, но, как объясняет Вуд, изучение того, как животные развиваются в современных ЗМК, может пролить некоторый свет.
Источник: PaleoNews.ru
Генетики нашли новые доказательства того, что примитивные зубы у самых далеких предков человека могли возникнуть в результате мутаций в генах, связанных с формированием чешуи у рыб, говорится в статье, опубликованной в журнале PNAS.
"Чешуя современной рыбы выглядит совсем не так, как кожный покров их далеких предков. Он был больше похож по своей структуре на зубы, и его следы остались лишь у некоторых древнейших обитателей морей Земли, таких как акулы и скаты. Если провести по коже акулы рукой, то вы сразу поймете, насколько она твердая из-за множества кожных зубов. Не зря в древности ее использовали как наждачную бумагу", — рассказывает Эндрю Гиллис (Andrew Gillis) из Кембриджского университета (Великобритания).
Первые рыбы, появившиеся на Земле примерно 500 миллионов лет назад, были в целом похожи на своих современных потомков, за исключением двух черт анатомии – у них не было ни настоящих челюстей, ни зубов. Как сегодня считают ученые, челюсти появились у примитивных рыб значительно позже, 410-380 миллионов лет назад, в результате превращения одной из жаберных дуг в новое "хватательное" приспособление.
Как именно возникли зубы, пока не понятно, и ученые ведут ожесточенные споры насчет того, какая часть тела древних рыб могла их породить, а также того, возникли ли они одновременно с челюстями или появились гораздо позже. Небольшое число окаменелостей девонского периода, известных сегодня, позволяет вести подобные дебаты практически бесконечно, так как "железных" аргументов в пользу той или другой теории пока нет.
Гиллис и его коллеги попытались найти ответ на этот вопрос не в древнем прошлом Земли, а в ее настоящем, наблюдая за тем, как формируется зародыш ежового ската (Leucoraja erinacea) и как возникают "заготовки" его будущих зубов и чешуи.
Проводя этот эксперимент, ученые руководствовались простым соображением – если настоящие и кожные зубы скатов имеют общие "корни", то тогда они должны формироваться из одного и того же типа зародышевых клеток. Если же это не так, то тогда они будут возникать в разных частях эмбриона, что укажет на то, что зубы возникли каким-то другим путем.
Для раскрытия этой тайны ученые ввели в клетки эмбриона особый набор светящихся молекул, присоединяющихся к жирам и белкам в стенках клетки, что позволило им следить за тем, куда попадали их потомки и как они развивались по мере роста малька. Дополнительно биологи наблюдали за активностью гена FoxD3, управляющего ростом клеток-прародителей зубов.
Эти наблюдения показали, что и зубы, и чешуя ската формируются из одного и того же источника – так называемого нервного гребня, особой ткани зародыша, окружающей будущий спинной и головной мозг. Клетки нервного гребня, как объясняют ученые, обладают высокой мобильностью и они могут проникать фактически во все регионы эмбриона по мере его развития.
"Клетки нервного гребня играют ключевую роль в развитии зубов у млекопитающих. Наши эксперименты указывают на глубинную эволюционную связь между примитивной чешуей древних рыб и зубами современных животных и людей", — заключает генетик.
Источник: РИА Новости
Американские палеонтологи откопали в Антарктиде окаменевшие стволы деревьев. Они были частью обширного леса, который произрастал на этом континенте в конце пермского периода.
О находке сообщается на официальном сайте Университета Висконсина-Милуоки.
В наши дни в Антарктиде растут только мхи и лишайники, но в прошлые эпохи, когда климат был теплее, там неплохо себя чувствовала и древесная растительность. Например, в начале эоцена, 52 млн лет назад, судя по пыльце в прибрежных отложениях, по берегам Антарктиды росли дождевые тропические леса с преобладанием пальм и мальвовых.
Американская экспедиция, проведенная этим летом, обнаружила остатки еще более древнего леса, относящегося к пермскому периоду. В одной из долин в районе Трансантарктических гор, которая из-за низкой влажности свободна от снежного покрова, ученые нашли 13 окаменевших стволов деревьев возрастом около 260 млн лет.
Несмотря на более теплый климат, в то время в Антарктиде тоже были зимы, пусть и достаточно мягкие. Изучая годичные кольца в найденных стволах, ученые обнаружили, что древние антарктические деревья переключались на зимний режим покоя очень быстро, меньше чем за месяц, тогда как у современных деревьев на это уходит несколько месяцев.
«Эти деревья могли включать и выключать свои циклы роста подобно тому, как мы включаем и выключаем свет», -- говорит Эрик Галбрсон, соавтор статьи. В наши дни деревья реагируют на изменение длины светлого времени суток, поэтому неясно, как антарктические деревья могли регулировать свою активность в условиях постоянного полярного дня.
По словам ученых, тогдашние леса отличались более низким разнообразием, чем нынешние высокогорные растительные сообщества. В конце перми там доминировали мхи, папоротники и растения Glossopteris. Подобный лес простирался по всей Антарктике, которая на тот момент была частью суперконтинента Гондвана, включавшего также Индию и Южную Америку.
Источник: infox.ru
Палеонтологи нашли в Китае окаменелый ствол одного из первых деревьев Земли, которое росло на поверхности планеты примерно 375 миллионов лет назад, и впервые изучили его устройство, говорится в статье, опубликованной в журнале PNAS.
Лес Девонского периода"Раньше нам удавалось находить окаменевшие стволы деревьев, уже заполненные песком, что мешало нам понять, как они были устроены изнутри. Ствол древнего дерева, который мы нашли в Синьцзяне, имел огромные размеры, и он идеально сохранился внутри своеобразной "упаковки" из вулканического кремнезема, что позволило нам рассмотреть каждую его клетку", — рассказывает Крис Берри (Chris Berry) из университета Кардиффа (Великобритания).
Как сегодня считают ученые, первые деревья появились в середине девонского периода, примерно 400 миллионов лет назад. Их появление резко изменило облик всей планеты – первые сухопутные растения сделали ее "зеленой" и заполнили ее атмосферу гигантским количеством кислорода, а также породили множество новых видов животных, в том числе сухопутных насекомых, и грибков, питающихся исключительно растительной биомассой.
То, как выглядели эти первые деревья, пока остается загадкой для ученых – известно лишь небольшое число "окаменелых лесов", особого типа отложений этого времени, в которых сохранились полноценные стволы и корневые системы этих деревьев, оказавшиеся под землей благодаря извержениям пепла или лавы. Их изучение показывает, что флора того времени были очень причудливыми объектами – роль листьев у них исполняла особая фотосинтезирующая кора, а по внешнему виду они были похожи на карликовые деревья из современной тундры.
Берри и его коллеги смогли впервые изучить то, как были устроены внутренние слои древесины этих деревьев благодаря случайной находке, которую его команда сделала во время раскопок на территории Синьцзянь-Уйгурского автономного округа.
Потенциально древнейшее окаменелое дерево возрастом в 375 миллионов летСеверо-запад современного Китая, как рассказывают ученые, был покрыт обширными лесами в конце девонского периода, похожими на те, окаменевшие останки которых были найдены в начале 20 века в окрестностях Нью-Йорка.
Относительно недавно Берри и его коллеги изучали породы этого времени в окрестностях города Хоштолгай, у самой границы между Казахстаном и Синьцзянем, и нашли там несколько крайне необычных окаменелостей, перевернувших представления ученых о том, как были устроены и как росли древние растения.
Дело в том, что палеонтологи раньше считали, что первые деревья имели более примитивное устройство, чем современные растения, опираясь на то, что их предки жили в водах моря, где представителям флоры не приходилось заботиться о транспортировке воды, микроэлементов и питательных веществ внутри себя. Когда растения вышли на сушу, у них появилась ксилема – специальная "трубчатая" ткань, переносящая воду, и ее структура постепенно усложнялась по мере завоевания все более засушливых регионов Земли.
Когда Берри и его коллеги просветили найденный ими ствол при помощи рентгена, они поняли, что это представление было в корне ошибочным – ксилема и флоэма доисторического дерева, "сахаропровод" растений, оказались более сложно устроены, чем у современных цветочных растений. Кроме того, оно обладало крайне необычной манерой роста в длину и толщину.
По словам ученых, внутри этого дерева имелось не одно, а несколько десятков годичных колец, которые одновременно росли и увеличивались в ширину, что делало Xinicaulis lignescens, как назвали этот вид ученые, больше похожим на пучок сросшейся травы, чем на единое дерево. В отличие от его современных наследников, центральная часть этого дерева была полой, а вода транспортировалась по его ксилеме очень необычным образом.
"Я не знаю, существовало ли в истории Земли хотя бы одно другое дерево, которое бы так сложно решало все эти задачи. Оно одновременно разрывало себя на части и обваливалось под своим собственным весом, но при этом оставалось живым и росло в длину и в ширину для того, чтобы занять доминирующие позиции в первых лесах Земли. Это открытие ставит перед нами провокационный вопрос – почему самые древнейшие деревья были самыми сложными?", — заключает ученый.
Источник: РИА Новости
16-11-2012 Просмотров:14160 Рыбы Енисея 
Антоненко Андрей
Широколобка каменная - Paracottus kneri Представители семейства являются коренными обитателями оз. Байкал, впоследствии проникли в Братское водохранилище, а уже оттуда в Ангару. В настоящее время встречаются в нижнем течении Ангары...
22-08-2012 Просмотров:9407 Новости Цитологии Антоненко Андрей
Исследование, проведённое в НИИ биомедицины в Барселоне (Испания), выявило решающую роль, которую играет белок Nek9 в клеточном делении — фундаментальном процессе, обеспечивающем развитие всего организма и здоровье его тканей. Веретено...
01-06-2010 Просмотров:14165 Новости Палеонтологии Антоненко Андрей
Учёные обнаружили окаменевшие останки возрастом 2 миллиарда лет, которые могут принадлежать самым старым из известных многоклеточных организмов. Статья с сообщением об открытии появилась в журнале Nature. Коротко о работе пишет портал...
07-12-2012 Просмотров:11590 Новости Нейробиологии Антоненко Андрей
Мы ориентируемся в пространстве с помощью особой группы нервных клеток, называемых grid-нейронами. Это что-то вроде GPS-систем мозга: когда человек или животное движется, grid-нейроны по очереди возбуждаются, отмечая участки пространства и...
06-03-2014 Просмотров:7496 Новости Метеорологии Антоненко Андрей
Полюса холода. Фото: NASAАмериканское космическое агентство (NASA) проанализировало данные с метеорологических спутников, полученные за последние 32 года, и выявило полюса холода — места на планете, где температура десятки раз за...
В сезонных миграциях бабочки совки, используя попутный ветер, легко нагоняют мигрирующих по тому же маршруту пернатых. Совка к полёту готова! (Фото Wipeout Dave.) Каждый может представить себе летящую птицу и порхающую…
Гадрозавры из всех когда-либо существовавших животных были лучше всего приспособлены к измельчению растительной пищи. Зубы гадрозавраАмериканские палеонтологи из Университета Флориды установили, что зубы утконосых динозавров (гадрозавров) были лучше приспособлены к перетиранию…
Вопросами прижизненной окраски яиц динозавров озаботились немецкие палеонтологи. Благодаря остроумной методике им удалось с большой степенью достоверности установить, что по крайней мере у некоторых динозавров яйца были окрашены в зелено-голубой…
Останки крупного животного обнаружили на острове Менорка палеонтологи из Испании. Позже выяснилось, что принадлежат они вымершему примерно 3-5 миллионов лет назад кролику, вес которого достигал 12 килограммов. Реконструкция гиганта: существо показано…
Двадцать лет назад американский палеонтолог Мэри Швейцер сделала удивительное открытие. Изучая в микроскоп кусочек кости динозавра, она заметила красные кровяные тельца. Это казалось совершенно невозможным: органические остатки не могли выжить…
Пернатые динозавры, не умевшие летать, возможно, были первыми завшивленными животными нашей удивительно голубой планеты. Пернатый динозавр Sinornithosaurus (иллюстрация Wikimedia Commons)«Наш анализ показывает, что вши, живущие на теле и птиц, и млекопитающих,…
2,7-метровый, вымерший 5 млн лет назад Agriotherium africanum— крупнейший медведь из когда-либо живших на планете — признан обладателем самого зверского укуса среди сухопутных млекопитающих. Черепа (a) A. africanum, (b) белогрудого, (c)…
Древняя птица, жившая около 125 млн лет назад, овулировала, когда встретила свою смерть. Confuciusornis sanctus, реконструкция (изображение Stephanie Abramowicz, NHM Dinosaur Institute)В озёрных отложениях северо-восточного Китая найдены сотни останков вида Confuciusornis…
В Марокко обнаружено сигарообразное существо, жившее около 520 млн лет назад. Вымерший вид Helicocystis moroccoensis обладает «характеристиками, которые делают его наиболее примитивным иглокожим с пятикратной симметрией», отмечает соавтор исследования Эндрю Смит из Музея…
Вверх