Ученые проанализировали окаменелости челюстной рыбы, жившей около 407 миллионов лет назад. Палеонтологи обнаружили головно-плечевой сустав и предположили, что он образовался из жаберных дуг, которые встроились в новые суставы. Открытие поможет в изучении эволюции плеча животных — в том числе и людей. Исследование опубликовано в журнале Nature.
Существует две основных теории того, как у животных появились плечи. Одна из них — гипотеза жаберной дуги. Она предполагает, что жабры поддерживали парные плавники рыб, а затем формировали плечевой сустав. Эволюция позволила рыбам лучше контролировать свое плавание, а затем подтолкнула к переходу из воды на сушу. Однако доказательств у этой теории мало: следы костей, поддерживающих жабры и плечи, редко сохраняются в окаменелостях.
Другая гипотеза гласит о том, что парные плавники развились из линии мышц на боках рыбы. Эта теория получила много доказательств, но она не может объяснить, как эволюционировал плечевой пояс, связанный с плавниками.
Чтобы подтвердить одну из гипотез, исследователи изучили окаменелость плакодермы Kolymaspis sibirica — одной из самых ранних челюстных рыб, жившей около 407 миллионов лет назад. У нее сохранились твердые внутренние части черепа. Обычно в таких окаменелостях практически нет жаберных дуг, однако свидетельства их существования могли бы сохраниться в корпусе мозга. Это хрящевая или костная «коробка», которая окружает мозг и поддерживает глаза и уши. В ней ученые обнаружили головно-плечевой сустав, который выделился строением мышц и кровеносных сосудов.
Исследователи сравнили эту особенность со строением мозга бесчелюстных рыб. Они выяснили, что головно-плечевой сустав похож на жаберные дуги у бесчелюстных. Возможно, именно они были сохранены и включены в формирование плеча на ранних стадиях.
Ученые обратили внимание на количество жаберных дуг. У большинства бесчелюстных рыб их от 5 до 20, а у челюстных практически никогда не бывает больше пяти. Исследователи соединили это с новыми данными о корпусе мозга и предположили, что шестая жаберная дуга была встроена в плечо. Она стала границей, отделившей голову от тела.
«Наше исследование показывает, что в обеих теориях происхождения плеч есть свои достоинства, и можно не принимать ни ту, ни другую целиком. Вместо этого мы можем сосредоточиться на их пересекающихся областях», — рассказал Мартин Бразо, руководитель исследования из Имперского колледжа Лондона.
В будущем ученые проанализируют другие окаменелости. В их числе — бесчелюстные рыбы, у которых уже есть плавники, но отсутствует четкий плечевой пояс.
Автор: Ксения Земскова.
Подписывайтесь на InScience.News в социальных сетях: ВКонтакте, Telegram, Одноклассники.
