Палеонтологи изучили окаменелости детенышей древних амфибий из каменноугольного периода (около 300 млн лет назад) в местонахождении Мэзон-Крик (Иллинойс). Они выяснили, что древние земноводные не проходили стадию головастика — они рождались сразу сформированными хищниками. Исследование опубликовано в журнале Science.
Главные мысли за 1 минуту:
- У древних четвероногих (тетрапод) не было личиночной стадии — ни наружных жабр, ни фильтрации планктона.
- Новорождённые эмболомеры и мегалихтииды имели клыки, мощные челюсти и запас желтка — сразу после вылупления были готовы к хищничеству.
- Метаморфоз современных амфибий — не древняя черта, а позднее эволюционное изобретение, возникшее на 40–60 млн лет позже выхода на сушу.
- Окаменелости, ранее считавшиеся личинками двоякодышащих рыб, на самом деле оказались детёнышами мегалихтиидов — предков наземных позвоночных.
Почему детёныши были готовы к охоте с рождения
Современные земноводные проходят двухфазный цикл: из икры вылупляется водная личинка (головастик), которая после метаморфоза превращается во взрослую особь.
Биологи долго предполагали, что древнейшие четвероногие развивались по тому же сценарию — постепенный метаморфоз якобы помогал предкам амфибий шаг за шагом осваивать сушу. Однако прямых доказательств не было: мягкие ткани новорождённых тетрапод почти не сохраняются в палеонтологической летописи.
Авторы работы изучили сидеритовые конкреции из местонахождения Мэзон-Крик. В этих отложениях каменноугольного периода отпечатки мягких тканей сохранились с исключительной точностью.
Учёные проанализировали коллекции Филдовского музея естественной истории, Смитсоновского института и частные собрания, чтобы найти окаменелости на самых ранних стадиях развития.
Отобрали остатки только что вылупившихся детёнышей мегалихтиид, аистопод (включая вид Phlegethontia longissima с длиной черепа 4,5 мм) и эмболомеров — животных, представляющих эволюционные линии до и после появления лап с пальцами.
Никаких временных органов
Отпечатки сканировали с помощью электронного микроскопа, чтобы рассмотреть контуры тканей и проверить наличие личиночных структур. Результат оказался сенсационным: ни у одной окаменелости не обнаружено следов наружных жабр.
Кости черепа, челюсти и зубы у новорождённых эмболомеров окостеневали стремительно. Вместо пассивного фильтрования планктона, как у современных головастиков, древние четвероногие рождались с клыками на нёбе и мощными челюстями — полностью готовыми к активному хищничеству.
В брюшной полости некоторых окаменелостей микроскоп зафиксировал растянутый кишечник с остатками желтка. Отсутствие следов пищи в желудке указало, что животные погибли ещё до начала самостоятельного питания.
Большой запас желтка означает, что предки четвероногих вылуплялись из крупных икринок, появляясь на свет уже сформированными особями.
Кого на самом деле нашли в Мэзон-Крик
Дополнительно учёные пересмотрели окаменелости Esconichthys apopyris размером от 20 до 60 мм. Десятилетиями их описывали как личинок древних двоякодышащих рыб.
Анализ точек окостенения черепа и строения гетероцеркального хвоста доказал: на самом деле это стайки недавно вылупившихся мегалихтиидов — рыб, чья линия вплотную подошла к появлению лап. У них тоже не нашлось никаких личиночных черт.
Метаморфоз
Превращение плавников в лапы и выход позвоночных на сушу произошли у животных с прямым типом развития. Классический метаморфоз современных земноводных оказался не наследием предков, а поздним эволюционным изобретением.
Эта способность появилась внутри кроновой группы тетрапод на 40–60 миллионов лет позже освоения суши — вероятно, как адаптация к жизни в сезонно пересыхающих водоёмах.