Американские ученые, применив математические методы байесовского моделирования, восстановили динамику эволюции первых четвероногих, которые произошли от рыб 400–360 миллионов лет назад и дали начало всем позвоночным обитателям суши. Результаты исследования опубликованы в журнале Nature Ecology and Evolution.
Одно из важнейших эволюционных событий в истории жизни на Земле — переход от рыб к четвероногим — позвоночным животным с конечностями. Это произошло где-то между средним и поздним девоном, но когда точно, неизвестно.
Исследователи из Гарвардского университета для точной оценки времени происхождения четвероногих применили недавно разработанный статистический метод байесовского эволюционного анализа, который используется в эпидемиологии для изучения эволюции вирусов, таких как коронавирус COVID-19, и лишь недавно стал инструментом палеонтологов.
С помощью этого метода авторы смогли очень точно установить точный возраст происхождения четвероногих — 390 миллионов лет назад, что на 15 миллионов лет раньше, чем самые древние известные ископаемые окаменелости четвероногих.
"Обычно следы появляется после тел их создателей, — приводятся в пресс-релизе университета слова руководителя исследования профессора Стефани Пирс (Stephanie Pierce) с факультета органической и эволюционной биологии. — В этом случае у нас есть следы четвероногих, которые старше первых окаменелостей на несколько миллионов лет, что крайне необычно".
Художественная реконструкция ранних млекопитающих палеогена. Слева направо: Conacodon hettingeri, Miniconus jeanninae, Beornus honeyi
Исследователи также установили, что предки четвероногих, имели исключительно низкие темпы анатомической эволюции. Рыбы были хорошо адаптированы к водной среде и им не нужно было меняться. А вот первые четвероногие, вышедшие на сушу, эволюционировали очень быстро.
"Мы обнаружили, что эволюционные линии, приведшие к появлению первых четвероногих, приобрели основные новые адаптивные черты невероятно быстрыми темпами, которые сохранялись на протяжении примерно 30 миллионов лет", — говорит второй автор статьи доктор Тиаго Симоэс (Tiago R. Simões).
Авторы с помощью молекулярных методов изучили, насколько быстро эволюционировали различные части тела ранних четвероногих, такие как череп, челюсти и конечности, а также силу естественного отбора, действующего на каждую из них, и выяснили, что череп и челюсти развивались быстрее, чем остальные части тела, включая конечности.
"Это говорит о том, что изменения черепа играли более важную роль на начальных этапах перехода от рыб к четвероногим, чем изменения остальной части скелета. Эволюция конечностей для жизни на суше была важна, но в основном на более поздних стадиях эволюции четвероногих, когда они стали полностью наземными", — объясняет Пирс.
"Мы видим несколько анатомических нововведений в их черепе, связанных с кормлением и добычей пищи, которые позволили перейти от рыбоподобного захвата добычи, основанного на присасывании, к укусу, а также увеличение размера и местоположение орбиты глаз. Эти изменения подготовили четвероногих к поискам пищи на суше и исследованию новых пищевых ресурсов, недоступных их родственникам-рыбам", — дополняет Симоэс.
Классической гипотезе о том, что новые группы животных возникали при высоких темпах анатомических изменений и разнообразия видов, авторы противопоставляют новый взгляд. По их мнению, в такие переломные моменты сначала быстро развивались анатомические изменения, а расширение видового разнообразия происходит только несколько миллионов лет спустя.
Источник:
РИА Новости
