Мир дикой природы на wwlife.ru
Вы находитесь здесь:Новости>>Новости Эволюции


Новости Эволюции (149)

Испанские палеонтологи сообщили о находке в провинции Теруэль двух уникальных образцов янтаря. В одном из них ученые обнаружили перья динозавров, а в другом — самые древние в мире волосы млекопитающих. Описание приведено в журнале Scientific Reports.
Образец янтаря с шерстью млекопитающего из АриньоОбразец янтаря с шерстью млекопитающего из АриньоВозраст находок — 105 и 110 миллионов лет, что соответствует раннему меловому периоду. Янтарь мелового возраста в провинции Теруэль находили и раньше, но открытия глобального значения палеонтологи здесь совершают впервые.
В одном образце исключительно хорошо сохранились три волоса млекопитающих с характерным рисунком в виде микроскопических чешуек. Параллельное расположение волосков и их одинаковые пропорции позволяют исследователям идентифицировать его как небольшую прядь шерсти одного животного.
"Узор на их поверхности похож на рисунок нынешних волос млекопитающих", — приводятся в пресс-релизе Барселонского университета слова первого автора статьи Серхио Альвареса Парры (Sergio Álvarez-Parra).
Авторы отмечают, что это древнейшая находка шерсти млекопитающих в мире.
"Район Ариньо известен своими окаменелостями позвоночных, таких как динозавры Proa valdearinnoensis и Europelta carbonensis, но никто не думал, что мы сможем найти здесь части позвоночных в янтаре", — продолжает Альварес.
Другой образец, по определению ученых, содержит перья птичьих динозавров Enantiornithes.

Оба образца интересны тем, что их древняя смола захватила части волосяного покрова и перьев живых существ в момент их контакта с липкой массой. Похожий процесс исследователи наблюдали на смоляных деревьях на Мадагаскаре. При контакте с ними, животные и птицы оставляли прилипшими к смоле волоски и перья.
"Особенность описанного процесса заключается в том, что между контактом животного со смолой и отрывом частей покрова должно пройти довольно много времени, чтобы смола успела застыть", — объясняет еще один автор исследования Ксавье Делкло (Xavier Delclòs), профессор факультета наук о Земле и сотрудник Института исследований биоразнообразия Барселонского университета.
Авторы предполагают, что длительный контакт имел место, когда животные спали на дереве, выделяющем смолу, или надолго прислонялись к нему.
Оба образца в настоящее время хранятся в Палеонтологическом музее Арагона.
Помимо палеонтологов из Барселонского университета, в исследовании приняли участие их коллеги из Института геологии и горного дела Испании в Валенсии и Зенкенбергского музея естественной истории во Франкфурте в Германии.
 
Источник: РИА Новости

Химики в лабораторных условиях получили из небиологических веществ структуры, способные самостоятельно питаться и размножаться. А физики доказали: первые клетки, возникшие таким образом, скорее всего, появились в периодически пересыхающих водоемах. Таким образом, теория Чарльза Дарвина о самозарождении жизни в маленьком прудике подтвердилась.

Элементарные ячейки жизни

Этапы возникновения первых клеточных структур из небиологических веществ в условиях ранней Земли: 1 - периодическая смена сухих и влажных условий в мелководном водоеме создала среду для полимеризации химических веществ; 2 - на каждом этапе пересыхания в субстрате формировались сгустки полимеров - компартменты; 3 - последующие самопроизвольное деление и самосборка компартментов привели к возникновению протоклетокЭтапы возникновения первых клеточных структур из небиологических веществ в условиях ранней Земли: 1 - периодическая смена сухих и влажных условий в мелководном водоеме создала среду для полимеризации химических веществ; 2 - на каждом этапе пересыхания в субстрате формировались сгустки полимеров - компартменты; 3 - последующие самопроизвольное деление и самосборка компартментов привели к возникновению протоклетокВсе организмы на Земле состоят из клеток — элементарных ячеек жизни. Главные функции, отличающие живое от неживого — метаболизм, рост, реакции на раздражители, адаптация, воспроизводство и передача генетической информации, — реализуются благодаря протекающим в клетках физическим и химическим процессам.

В 2011 году биологи из Токийского университета создали в лаборатории из набора органических веществ синтетические аналоги протоклеток. В результате полимеразной цепной реакции (ПЦР) удалось добиться их полноценного самопроизвольного деления — аналогичного тому, что происходит в естественных условиях.

Возникавшие при делении новообразованные клеточные структуры были полностью идентичны первичным: вместе с оболочкой они наследовали от материнских "клеток" весь набор генов, определяющий их функции. Такие "организмы" еще нельзя назвать живыми, ведь у них нет эволюционной составляющей. Но они очень похожи на простейшие формы, появившиеся миллиарды лет назад.

Для приготовления первичного субстрата протоклеточных структур, или, по-научному, коацервата, авторы взяли десятки органических компонентов, соотношение которых предварительно рассчитали на компьютере. Соединившись, эти вещества сформировали в субстрате коацерватные пузырьки с катионной оболочкой и элементами ДНК внутри.

Несмотря на прорывной характер исследования, его результаты не доказывают возможность абиогенеза — происхождения живого из неживого. Дело в том, что ферменты, пептиды и нуклеиновые кислоты, которые ученые использовали в качестве компонентов, были биологического происхождения — то есть образованы живыми организмами.

ДНК не способна к самовоспроизведению без участия определенных ферментов — специфических белков, которые катализируют все этапы ее репликации. Японским ученым удалось создать ее в лаборатории, но, опять же, с использованием биологических компонентов.

Материал для первых клеток

В новом исследовании ученые из Института наук о Земле и жизни при Токийском технологическом институте в сотрудничестве с коллегами из Малайзии, Чешской Республики, США и Индии решили найти потенциальные механизмы образования первых клеток "с нуля" — только в ходе химических процессов, без участия биологии.

Компартменты — самоорганизующиеся макромолекулярные агрегаты в высушенном полимере глицина и гликолевой кислотыКомпартменты — самоорганизующиеся макромолекулярные агрегаты в высушенном полимере глицина и гликолевой кислотыОни изучили широкий спектр соединений, которые могли сформироваться в результате пребиотических реакций в условиях ранней Земли.

И обнаружили, что многие из этих веществ — эфиры, амины, азиды, имиды и другие — при определенных условиях полимеризуются легче, чем биологические соединения. А некоторые даже спонтанно создают клеточно-подобные структуры — компартменты. По мнению авторов, цепочки полимеров внутри таких компартментов, закручиваясь, могли образовать уникальные трехмерные формы — прообразы белков или РНК.

Как известно, белки, представляющие собой гибкие цепочки полимеризованных аминокислот, играют роль катализаторов химических реакций в клетках. В живых организмах они синтезируются с помощью заложенного в РНК универсального кода. Как и когда он появился, ученые пока не знают. Но результаты исследования указывают — многие полимеризованные молекулы могут образовывать похожие цепочки и аналогичные каталитические формы.

Для получения полимерных цепочек в лаборатории авторы использовали периодическую смену сухих и влажных условий. При испарении разбавленного раствора, как правило, начинался процесс полимеризации, но не все образовавшиеся полимеры выдерживали сушку. Некоторые распадались. А другие при добавлении воды продолжали самовоспроизводящийся цикл синтеза. В этом авторы видят самое раннее, еще на уровне молекул, проявление эволюционного отбора, который впоследствии стал неотъемлемым признаком всех живых организмов.

Просмотрев такие "эволюционно сильные" полимеры под микроскопом, исследователи с удивлением обнаружили: в некоторых образовались компартменты размером с клетку, содержащие от десяти до двадцати атомов. По мнению ученых, со временем эти клеточно-подобные агрегаты после долгих химических преобразований могли стать полноценными клетками — самоорганизующимися структурами, состоящими уже из миллионов атомов.

Нестабильность — условие для жизни

То, что циклическое чередование влажных и сухих периодов способствует появлению в химической системе сложных пребиотических соединений, подтверждают и физики.

Пример самовоспроизводящегося цикла полимеризации небиологических химических веществПример самовоспроизводящегося цикла полимеризации небиологических химических веществАмериканские ученые из Университета штата Пенсильвания вместе с коллегами из Притцкеровской школы молекулярной инженерии Чикагского университета изучили на синхротроне APS Аргоннской национальной лаборатории Министерства энергетики США, какие фазовые изменения претерпевают полимерные компартменты в циклах гидратации-дегидратации.

Авторы исследовали коацерваты полиэлектролитов в жидкой среде, имеющей такой же состав, как и вода в пруду. Они смоделировали условия, когда "пруд" то пересыхает, то снова наполняется дождевой водой. И выяснили: в первом случае концентрация нуклеиновых кислот и солей увеличивается, во втором — уменьшается. Внутри же полимерных компартментов она не меняется.

Это указывает на то, что в первичных клеточно-подобных структурах среда была постоянной, что способствовало поддержанию циклов химических реакций. По мнению исследователей, это стало ключевым фактором постепенного формирования внутри протоклеток сложных самовоспроизводящихся полимерных соединений, таких как РНК.

Сегодня химикам известно: в природе повторяющиеся циклы гидратации-дегидратации облегчают сборку молекулярных строительных блоков — аминокислот и нуклеотидов — в пептиды и белки за счет снижения термодинамического барьера, который в обычных условиях препятствует полимеризации. Примеры таких природных систем — неглубокие водоемы в регионах, где дожди периодически сменяются засухами, или эпизодически действующие термальные источники типа гейзеров.

Но удивительно, что первым идею о зарождении жизни в "мелком, прогретом солнцем пруду" высказал Чарльз Дарвин еще в середине XIX века.


Источник: РИА НОВОСТИ


Длительные эксперименты с разноцветными голубями и вшами помогли ученым доказать, что теория Дарвина правильно описывает то, как возникают новые виды, приспосабливаясь к разным экологическим нишам и условиям обитания. Их выводы были представлены в журнале Ecology Letters.

"Раскрашенные" вши, использованные в ходе проверки теорий Дарвина"Раскрашенные" вши, использованные в ходе проверки теорий Дарвина"Наши коллеги давно пытались связать микро- и макроэволюцию, изменения в облике и поведении одного вида и формирование новых систематических единиц. Нам впервые удалось это сделать. Просто посмотрите на столь разную окраску тела вшей, которых мы вырастили всего за четыре года! С точки зрения эволюции это даже не мгновение", — рассказывает Дэниел Клейтон (Daniel Clayton) из университета Юты в Солт-Лейк-Сити (США).

Одним из самых ярких примеров эволюции, которые можно найти в трудах Дарвина, традиционно считается история галапагосских вьюрков – небольших птиц из семейства воробьиных, обладающих крайне разнообразной диетой и средами обитания.

Эти птицы, как случайно обнаружил великий британский биолог, произошли от одного предка, однако впоследствии их облик и, в особенности, устройство и размеры клюва, поменялись при приспособлении к новым экологическим нишам.

К примеру, вьюрки, которые начали питаться кровью других животных, приобрели острый и тонкий клюв, а их "кузены", поедающие семена растений и мякоть кактусов, обзавелись очень толстым и прочным клювом.

Данный процесс, который сам Дарвин называл "дивергенцией", а современные эволюционисты называют "адаптивной радиацией", считается одним из главных механизмов образования новых видов животных в природе. В последние годы некоторые ученые начали сомневаться в этом, проследив за жизнью нескольких сотен родственных видов певчих птиц.

Клейтон и его коллеги проверили эти предположения на практике, создав своеобразный аналог Галапагосских островов в своей лаборатории и "заселив" их двумя представителями животного мира – голубями разных пород и вшами вида Columbicola columbae.

Колонии птиц были изолированы друг от друга и при этом они отличались лишь окраской, что вынуждало насекомых приспосабливаться к обитанию в оперении определенных цветов. Те вши, чей цвет не соответствовал окраске птиц, быстро становились их жертвами и погибали, не оставив потомства. Это должно было, если теория о дивергенции верна, привести к формированию множества новых подвидов, а потом и видов вшей с разной расцветкой.

Для ее проверки ученые создали еще несколько "островов", чьи пернатые обитатели были лишены возможности очищать свое оперение от непрошенных нахлебников при помощи специальных колец-"намордников". Вши, жившие в оперении таких голубей, не должны были менять свой цвет, так как птицы не могли играть роль "невидимой руки" естественного отбора.

Заселив этот "Дарвиновский архипелаг", ученые наблюдали за его жизнью на протяжении последующих четырех, за которые вши успели оставить 60 поколений потомства. Как оказалось, вши очень быстро приспособились к жизни в новых условиях и приобрели маскировочную окраску, соответствующую цвету перьев тех голубей, вместе с которыми они жили.

В результате этого они стали напоминать не Columbicola columbae, а вшей из других родов и видов, которые паразитируют на птицах нетипичных для диких голубей цветов, таких как черный и белый. Эти изменения были отражены и в их ДНК – темные насекомые, выращенные Клейтоном и его командой, оставляли темное потомство, а белые - белое.

Как отмечают биологи, они были удивлены тем, как быстро поменялся облик насекомых – в прошлом, мало кто был уверен в том, что макроэволюционные процессы можно изучать в принципе из-за их сверхнизкой скорости развития. Сейчас они проверяют, можно ли подобным образом поменять и размер вшей, выращивая их на необычно крупных и мелких голубях.


Источник: РИА Новости


Эволюция гигантских сухопутных черепах, вроде тех, что живут на Галапагосских островах, может не быть связана с феноменом островного гигантизма, как считалось ранее. Еще во времена Чарльза Дарвина гигантизм некоторых видов сухопутных черепах вызывал особый интерес у натуралистов, но его эволюция оставалась для исследователей загадкой.

141118 turtleИсследователи из Аргентины и Германии представили публике наиболее полное генеалогическое древо вымерших и живущих в наши дни сухопутных черепах. Ученые подвергли анализу генетические и остеологические данные различных видов. Это позволило пересмотреть эволюцию сухопутных черепах и их гигантизма. Оказалось, что в некоторых случаях черепахи переходили в крупный размерный класс на материке, а не островах. Результаты исследования будут опубликованы в следующем выпуске журнала Cladistics.

Тот факт, что все живущие гигантские черепахи являются островными, может быть свидетельством того, что их эволюция следовала островному правилу: тенденция к карликовости крупных животных и гигантизму мелких животных на островах.

Примером островной карликовости может послужить флоридский олень — миниатюрный подвид белохвостого оленя. Примером островного гигантизма можно назвать дронта — вымершего голубя-пешехода с острова Маврикий, который развил большие размеры из-за отсутствия давления хищников.

Предыдущие исследования черепах были частично неубедительными — гигантские размеры связывали с отсутствием хищных млекопитающих на островах, но исследователи также предположили, что черепахи уже были гигантами, когда достигли отдаленных архипелагов. Поскольку очень немногие гигантские черепахи дожили до настоящего времени, эти гипотезы невозможно было проверить без анализа вымерших видов.

Доктор Евангелос Влахос из Аргентины и доктор Мартон Раби из Германии собрали наиболее полную родословную сухопутных черепах. Это первое исследование такого масштаба, которое бы занималось изучением эволюции размеров тела у черепах. Гигантские размеры появлялись не единожды и независимо друг от друга на разных континентах: Азии, Африке, Европе, Северной и Южной Америках. Стоит отметить, что все это разнообразие не пережило вымирания плейстоценовой мегафауны.

«Окаменелости показали, что огромное количество гигантских сухопутных черепах обитали на материке, а не на островах», — рассказывает доктор Евангелос Влахос.

«Гигантские черепахи, возможно, были лучшими колонизаторами островов, потому что они могут переносить нехватку воды и продовольствия в течение более длительного периода, чем малые виды. Гигантские черепахи пережили 740 км плавания в океане», — говорит доктор Мартон Раби.

Что привело к исчезновению этих материковых гигантов — загадка. Возможно, что виды, которые не пережили плейстоценовое вымирание мегафауны, не выдержали прессинга хищников и человека.

Неожиданным результатом исследования стало то, что предки средиземноморских черепах, которые теперь часто становятся обитателями домашних террариумов, были гораздо больше своих потомков.


Источник: PaleoNews


 

Предки современных людей возникли в результате контактов нескольких изолированных групп древних людей, живших в разных уголках Африки. Это укрепляет позиции набирающей популярность теории африканских "садов Эдема",  заявляют ученые в статье, опубликованной в журнале Trends in Ecology and Evolution.

120718"Эволюция человека одновременно протекала в разных уголках Африки, и мы являемся потомками сразу нескольких народов. И, соответственно, наша культура тоже происходит из множества источников. Для того чтобы понимать историю появления человечества, нам нужно изучать весь Африканский континент в целом", — рассказывает Элеанор Шерри (Eleanor Scerri) из  Оксфорда (Великобритания).

До недавнего времени антропологи и палеонтологи считали,  что современный человек, Homo sapiens, возник в Восточной Африке примерно 200 тысяч лет назад, через несколько сотен тысяч лет после разделения предков неандертальцев и кроманьонцев. Первые люди, как показывали раскопки, проникли на Ближний Восток примерно 70 тысяч лет назад, а в Европу — около 45 тысяч лет назад.

С другой стороны, находки последних лет и генетические исследования говорят о том, что люди могли покинуть Африку гораздо раньше, как минимум 130 тысяч лет назад, и контактировать с неандертальцами на протяжении долгого времени. В подтверждение этого ученые недавно нашли в Марокко останки Homo sapiens, живших в Африке примерно 300 тысяч лет назад. 

Более того, на роль прародины человечества сегодня также претендует и Южная Африка, в пещерах которой ученые недавно нашли кроманьонские орудия труда возрастом в 150 тысяч лет и останки Homo naledi, потенциальных предков человека, живших в пещере Наледи около 330 тысяч лет назад. Все это заставляет многих ученых сегодня считать, что человечество возникло не в какой-то конкретной точке Африки, а в результате взаимодействия нескольких групп древних людей, живших в разных ее уголках.

Шерри и ее коллеги нашли новые подтверждения этой идеи, теории африканских "садов Эдема",  изучая все следы древних людей, живших в разных уголках Африки в последние 300 тысяч лет, в том числе их орудия труда, останки, "ископаемую" ДНК и т. д.

Все эти факторы, как отмечает Шерри, говорят о том, что Африку в то время населяло сразу несколько изолированных популяций древних людей, претендовавших на роль возможных предков кроманьонцев  и современных Homo sapiens. В пользу этого говорят различия в манере изготовления орудий труда, небольшие расхождения в их анатомии и облике, а также наборы мелких мутаций в их ДНК.

К примеру, Homo sapiens из Марокко обладали более вытянутым черепом, чем остальные древние люди, а их "кузены" из южноафриканской пещеры Флорисбад имели необычно крупное лицо и толстый затылок. И те и другие кроманьонцы изготовляли сложные, но совершенно разные орудия труда и предпочитали использовать разные пигменты и украшения, а их геномы совершенно не похожи друг на друга.

Как эти группы людей стали изолированными и как они встретились потом, ученые пока не знают. При этом они предполагают, что и то и другое связано с двумя факторами в их жизни — небольшими размерами популяций предков Homo sapiens и изменчивостью климата Африки, из-за которой Сахара и многие другие пустыни, неприступные для древних людей, периодически становились зелеными и плодородными равнинами.


Источник: РИА Новости


 

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.

040718Летом 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.

Первая шея в истории

То же самое происходило и с древними рыбами, вышедшими из воды, уверены ученые.

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.

Дышишь — значит охотишься

Первая зарегистрированная в истории животного мира шея принадлежала тиктаалику, который жил в конце девонского периода, примерно 375 миллионов лет назад. Однако возможность формирования этой части тела возникла несколько раньше, около 400 миллионов лет назад, когда в организме древних рыб образовался новый орган дыхания — легкие.

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 ШубинаТак 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.

Нервное разнообразие

Полностью у древних лопастеперых рыб и первых амфибий голова от плечевого пояса не отделилась. Биологи отмечают, что за глотание и подвижность передних конечностей у них отвечал один и тот же нерв. Причем с шейным нервным сплетением не связанный.

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.

Шея освобождает мозг

Шея, отделившая голову от туловища, сыграла важную роль и в эволюции человеческого мозга, утверждает группа американских нейробиологов под руководством Роберта Бейкера (Robert Baker) из Лангонского медицинского центра при Университете Нью-Йорка. Они изучали анатомию современных лучеперых и древних лопастеперых рыб, анализировали геномы и пришли к выводу, что группа мотонейронов, управляющих передними конечностями, которые древние рыбы использовали в качестве лап, "переехала" из головного мозга в спинной. Вот почему руки, передние лапы и крылья современных позвоночных отделены от головы и расположены ниже шеи.

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


 

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.

020618 cg tetrapod featРанние 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


 

Благодаря современным методам исследования и новым открытиям палеонтология многое прояснила в эволюции летающих живых существ. Птерозавры, ихтиорнисы, энанциорнисы, микрорапторы сотни миллионов лет царили в воздушном пространстве, но в итоге уступили место птицам. РИА Новости рассказывает о древней истории крылатых созданий и о том, кто мог быть предком птиц.

А был ли предок?

Мезозойский микрорапторМезозойский микрорапторПалеонтологи шутят: посмотрите на птицу — это же летающий динозавр. Действительно, между современными пернатыми и вымершими мезозойскими ящерами много общего: опора на задние лапы, сходство чешуи и перьев, освоение воздушной среды. Это дало основания ученым еще в конце XIX века предположить, что динозавры и есть предки птиц. Тем более что в те времена уже нашли переходную форму между двумя группами существ — археоптерикса. 

Он обитал на территории современной Германии 150 миллионов лет назад. Длинные передние лапы, хвост, вытянутая морда, похожая на клюв, а главное — оперение, однозначно указывали на родство археоптерикса с птицами. Проблема в том, что первые веерохвостые, к которым принадлежат настоящие птицы, появились спустя почти 90 миллионов лет. Каким образом они "получились" из археоптерикса, оставалось загадкой.

К тому же, в отличие от птиц, древние пернатые не обладали машущим полетом — анатомия не позволяла. Максимум, на что они были способны, — планировать от ветки к ветке, о чем говорит устройство мозга, известное ученым по томографии костей черепа. 

Чтобы летать как птицы, нужны облегченный скелет, крепкие кости, сильное крепление мышц, поднимающих крыло, специфические оперение и строение задних лап, веерообразный хвост. Археоптерикс всего этого был лишен, поскольку, в сущности, представлял собой разновидность динозавра.

Пернатые ящеры

Целое столетие палеонтологи полагали археоптерикса предком птиц, пока не обнаружили других кандидатов. В 1981 году в Аргентине нашли скелеты очень странных существ — пернатых, с крыльями, клювом, опорой на задние лапы. Их назвали энанциорнисами, от греческого "противоптицы". Внешне и образом жизни они напоминали крупных хищных птиц, летали с помощью маха крыла, но обладали многими сходными с динозаврами чертами. Поэтому, вероятно, и вымерли вместе с ящерами примерно 65 миллионов лет назад.

Настоящую революцию в палеонтологии произвели находки на территории китайской провинции Ляонин. Там в 1990-е наткнулись на целое кладбище летающих пернатых динозавров, погребенных слоем вулканического пепла вместе с лесом, где они обитали. Разнообразие было столь велико, что исследователи даже заговорили о динозаврах как птицах, утративших полет.

Среди ископаемых древнего леса обнаружили и примитивных веерохвостых. Это заставило взглянуть на эволюцию птиц по-новому. Например, Евгений Курочкин, один из крупнейших российских специалистов, полагал, что птицы и динозавры — разные эволюционные ветви, отделившиеся от общего пресмыкающегося предка примерно 220 миллионов лет назад.

Почему динозавры не птицы

Динозавры активно осваивали воздушную среду, о чем говорит разнообразие ископаемых форм из провинции Ляонин. Например, конфуциусорнис был беззубым, умел сидеть на ветке, а внешне напоминал фазана. Микрораптор гуи махал всеми четырьмя пернатыми лапами в полете, но, не имея бинокулярного зрения, вряд ли мог точно приземляться. На голове крошечного крылатого анхиорниса красовался хохолок.

Зачатки перьев и пуха обнаружили у синозавроптерикса — двухметрового сухопутного гиганта. Зачем ему понадобился столь необычный кожный покров? Предполагают, что на Земле в начале мезозоя произошло похолодание и эволюция отбирала особей, способных лучше обогреться. Согласно другой гипотезе, перья позволяли холоднокровным рептилиям вести ночной образ жизни.

Ключевым же отличием птиц от динозавров ученые считают миниатюризацию, которая привела к драматическим изменениям внутреннего строения. Передние лапы сильно удлинились, превратившись в крылья. Нижние позвонки срослись в пигостиль, чтобы удерживать хвост, служащий во время полета рулем. Увеличились глаза и мозг — по отношению к размерам тела. Ускорился обмен веществ, чтобы обеспечить энергией для полета. Значит, увеличились почки, выводящие продукты метаболизма.

Кстати, "ужасные ящеры" тоже двигались в сторону уменьшения размеров. Уже археоптерикс был размером с воробья и весом 800 граммов. Подсчитано, что за 50 миллионов лет тераподы, хищные динозавры, уменьшились в 12 раз. И если бы они пережили великое вымирание видов в конце мезозойского периода, то непременно составили бы конкуренцию птицам.


Источник: РИА Новости


 

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.

200218 29176"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


 

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.

241117 000«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


Страница 1 из 11

Случайные статьи

  • 1
  • 2
  • 3
  • 4
  • 5
Предыдущая Следующая

В Патагонии нашли хищного динозавра

23-05-2012 Просмотров:11346 Новости Палеонтологии Антоненко Андрей - avatar Антоненко Андрей

В Патагонии нашли хищного динозавра

Находка древнейшего представителя одной из групп двуногих динозавров проливает свет на эволюцию конечностей крупнейших хищников мезозоя. Палеонтологи обнаружили в средней юре Патагонии (Южная Америка) древнейшего представителя абелизаврид – двуногих хищных динозавров,...

Голец сибирский - Hoemacheilus barbatulus toni

07-11-2012 Просмотров:10943 Рыбы Енисея Антоненко Андрей - avatar Антоненко Андрей

Голец сибирский - Hoemacheilus barbatulus toni

Cибирский голец встречается по всему Енисею от верховьев до устья. Известен в его притоках. В дельте не обнаружен. Голец сибирский - Hoemacheilus barbatulus toniЭто небольшая рыбка длиной 13-15 см и массой...

Охотское землетрясение признано самым мощным в истории

23-09-2013 Просмотров:9278 Новости Геологии Антоненко Андрей - avatar Антоненко Андрей

Охотское землетрясение признано самым мощным в истории

Глубокое землетрясение в Охотском море, чьи толчки ощущались даже в Москве, оказалось рекордсменом среди природных явлений своего класса. Его мощность была эквивалентна взрыву 35 миллионов тонн тротила. Охотское мореОб этом сообщается...

Ген решает, голова или хвост

18-05-2011 Просмотров:11278 Новости Генетики Антоненко Андрей - avatar Антоненко Андрей

Ген решает, голова или хвост

Изучение регенерации планарии поможет на генетическом уровне разобраться в механизмах регенерации тканей человека, считают ученые. Планария (фото Википедия)Человек не умеет самостоятельно отращивать себе части тела, а плоский червь планария делает это...

Для маленьких животных время течет медленнее

17-09-2013 Просмотров:7794 Новости Зоологии Антоненко Андрей - avatar Антоненко Андрей

Для маленьких животных время течет медленнее

Биологи установили, что для разных видов позвоночных животных время течет по-разному. Наиболее насыщен событиями каждый отрезок времени для небольших существ с активным обменом веществ. Золотистый сусликОб этом говорится в статье ирландских...

top-iconВверх

© 2009-2021 Мир дикой природы на wwlife.ru. При использование материала, рабочая ссылка на него обязательна.