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
02-12-2015 Просмотров:7541 Новости Зоологии 
Антоненко Андрей
Американские энтомологи обнаружили, что один из видов тропических муравьев умеет прыгать не только с помощью челюстей, но и с помощью ног. Возможно, такие прыжки помогают муравьям ловить добычу. Муравьи OdontomachusК такому...
12-11-2015 Просмотров:7383 Новости Геологии Антоненко Андрей
Ученые обнаружили под песками Сахары следы одной из наиболее крупных в мире речных систем. Она функционировала еще 5 000 лет назад. Пересохшее русло палеореки ТаманрассетОб этом говорится в статье французских специалистов, опубликованной в...
27-03-2015 Просмотров:7976 Новости Палеонтологии Антоненко Андрей
Международная группа палеонтологов обнаружила в сланцевых отложениях на западе Канады останки гигантской древней креветки, которая обладала длинными усами-"руками" и набором веслообразных конечностей, говорится в статье, опубликованной в журнале Paleontology. Окаменелость древней усатой креветки Yawunik kootenayiВ 1909 году...
26-06-2013 Просмотров:10534 Новости Палеонтологии Антоненко Андрей
Необычный ящер, обнаруженный палеонтологической экспедицией в центральной Африке, заставил ученых пересмотреть свои взгляды на историю жизни в пермском периоде. Оказывается, фауна древнего сверхконтинента Пангеи была вовсе не так однородна, как...
13-12-2013 Просмотров:17996 Хордовые (Chordata) Антоненко Андрей
Тип: Хордовые (Chordata) Оглавление 1. Общие сведения о хордовых животных (Chordata) 2. Происхождение хордовых животных 1. Общие сведения о хордовых (Chordata) животных Рис. 1. Различные представители типа хордовых относящиеся к подтипу позвоночных, головохордовых и оболочников.Хордовые (лат. Chordata) — тип вторичноротых животных...
Простейшие хоанофлагеллаты, которые, как полагают, стоят на грани между одноклеточностью и многоклеточностью, образуют зародышеобразные колонии только с помощью бактериального липида, который получают из съеденных бактерий. Хоанофлагеллаты одиночные (слева) и образующие колонии…
Ученые из Католического университета в Чили восстановили историю тумана в пустыне Атакама, выяснив, что на протяжении последних 3500 лет он только усиливался. Сделать это удалось благодаря изучению растений рода тилландсия,…
Ученые из Университета штата Огайо (США) описали механизмы, позволяющие плющу прочно прикрепляться к различным поверхностям, что его не способны оторвать ураган и торнадо. Статья об исследовании опубликована в журнале Proceedings of…
Возраст каменных орудий, найденных в бразильском скальном убежище, оценён в 22 тыс. лет. Это вновь говорит о том, что древние люди достигли Америки задолго до знаменитых охотников североамериканской культуры Кловис,…
Новый вид получается тогда, когда внутри популяции возникает репродуктивный барьер. То есть когда одни особи вдруг теряют возможность спариваться с другими (впрочем, точнее было бы сказать не «спариваться», а «завести…
На первый взгляд Poposaurus gracilis может показаться динозавром. Эта рептилия, жившая 225 млн лет назад, стояла на двух ногах, имела маленькие передние конечности и носила длинный, сужающийся хвост, который позволял…
У мотыльков вида Bunaea alcinoe на крыльях есть крошечны чешуйки, которые поглощают ультрозвуковые волны, посылаемые летучими мышами. Это поглощение уменьшает эхо-сигналы, которые возвращаются к летучим мышам, позволяя мотылькам быть незаметными…
Подсчеты показали, что такая незначительная пища, как криль, делает огромного кита самым эффективным морским организмом по потреблению энергии. Голубой китМногим кажется удивительным, что усатые киты – самые большие животные на…
Ученые из международного научного проекта eFLOWER реконструировали внешний вид и строение древнейшего цветка, который был у первых цветковых растений, когда они только появились. Статью об этом, опубликованную в журнале Nature…
Вверх