Ученые исследовали окаменелости рыбы Norselaspis glacialis размером с ноготь, которая жила более 400 миллионов лет назад, и реконструировали строение ее мозга, сердца и плавников. Результаты показали, что эта рыба имела развитые органы для быстрого плавания и острого обоняния. Они сформировали задолго до появления челюстей и зубов. Кроме того, команда доказала, что плечи современных четвероногих произошли не от видоизмененных жабр, а развились как совершенно новая структура с новым отделом — шеей, которая отделяет голову от туловища. Работа опубликована в журнале Nature.
Рыбы существуют уже примерно полмиллиарда лет. Самые ранние их виды жили возле морского дна и не имели челюстей и зубов. Ранее считалось, что сначала у рыб появились челюсти, а затем развивались другие адаптации, такие как мощное сердце и развитые плавники для активного плавания. Челюсти у рыб появились примерно 420–440 миллионов лет назад, что дало им новые возможности для эффективного плавания и добычи пищи. От этих рыб произошли современные виды, включая наземных животных и человека. Одним из древних видов были бесчелюстные рыбы, к которым относится Norselaspis glacialis. Эта небольшая рыба жила более 400 миллионов лет назад.
Исследователи изучили окаменелый череп Norselaspis glacialis, обнаруженный в 1969 году на архипелаге Шпицберген в Норвегии, чтобы реконструировать ее мозг, сердце и плавники. Для этого они сканировали образец с помощью синхротронной рентгеновской микротомографии. Это позволило увидеть тонкие костные пластины толщиной в сотую долю миллиметра, которые окружали внутренние органы, сохранившиеся в виде отпечатков. Команде удалось детально восстановить такие структуры, как мозг, сердце, кровеносные сосуды, нервы, внутреннее ухо и даже мышцы, управлявшие движением глаз. После сканирования ученые создали трехмерный цифровой атлас рыбы, что помогло понять ее внутреннее строение.
Результаты показали, что у Norselaspis было мощное сердце с сетью крупных сосудов, увеличенные внутренние уши, а также пара плавников, необходимых для быстрого маневрирования. У рыбы также было семь мышц для движения глаз, тогда как у человека их шесть. Данные свидетельствуют, что ключевые адаптации для активного плавания и ориентации появились задолго до возникновения челюстей и зубов. Ранее считалось, что челюсти и зубы появились раньше таких адаптаций.
«Если бы Norselaspis был в нашем масштабе, то его внутренние уши были бы размером с авокадо, а сердце — с мускусную дыню», — отметил Тэцуто Миясита из Канадского музея природы. Такие особенности тела, скорее всего, развились, чтобы уклоняться от хищников, а не чтобы преследовать добычу.
Исследователи также оспорили теорию, что плечи и руки современных четвероногих произошли от видоизмененных жабр. Команда проследила за нервом, идущим к плечу у Norselaspis, и увидела, что он отделен от нервов, идущих к жабрам. Это говорит о том, что плечи и жабры не были «родственными» частями тела. Авторы исследования считают, что плечо развилось как совершенно новая структура с новым отделом — шеей, которая отделяет голову от туловища.
Ученые отмечают, что многие этих эволюционных изменений связаны с тем, как голова прикрепляется к туловищу. У примитивных бесчелюстных рыб голова плавно переходит в туловище, в то время как у челюстных позвоночных есть шея и горло, разделяющие эти две области. Norselaspis находится посередине: его голова прикреплена непосредственно к плечу без шеи. Но органы, расположенные на этом стыке, такие как внутреннее ухо, плечи и сердце, были усовершенствованы или перестроены, чтобы лучше ориентироваться в окружающей среде.
Палеонтологи до сих пор пытаются выяснить, что послужило причиной трансформации. Некоторые исследователи считают, что род Norselaspis возник во времена «девонской нектонной революции», когда морские организмы начали подниматься в толще воды. Тогда выживали самые быстрые, умные и маневренные особи.
Подписывайтесь на InScience.News в социальных сетях: ВКонтакте, Telegram, Одноклассники.
