Хвосты есть практически у всех позвоночных животных. Однако, как недавно установили американские палеонтологи, хвосты рыб коренным образом отличаются от хвостов четвероногих. Можно даже сказать, что это два совершенно различных органа с собственной эволюционной историей.
К такому выводу специалисты пришли, изучая строение мальков палеозойских рыб и осмысливая наблюдаемые структуры с позиций теории рекапитуляции. Если молекулярный анализ ДНК подтвердит выводы данного исследования, наука получит легкий способ тестирования эволюции в лаборатории >>
Aetheretmon. Реконструкция: John Megahan
Доцент Лорен Саллан (Lauren Sallan) из университета Пенсильвании изучала окаменелости мальков Aetheretmon valentiacum – костистой рыбы, жившей 350 млн лет назад в реках на территории современной Шотландии. Образцы были размером всего в 3 см, и принадлежали самым юным из известных особей этого вида.
Как выяснилось, молодые Aetheretmon демонстрируют предковое состояние сразу двух различных хвостов, встречающихся у представителей типа хордовых. Это, во-первых, объемный и мясистый хвост, расположенный сверху, и растущий ниже него плоский хвостовой плавник. В ходе дальнейшей эволюции 32 тысячи видов современных костистых рыб потеряли верхний хвост, в то время как ранние тетраподы утратили нижний хвостовой плавник. А следовательно, у современных рыб и четвероногих хвосты являются совершенно различными структурами.
«Хвост тетрапод, вероятно, развивался как дополнительная конечность, в то время как у рыб хвостовой плавник использовался в качестве дополнительного непарного плавника, – рассказала Саллан. – Все разнообразие хвостов позвоночных можно объяснить относительным увеличением или потерей того или иного из этих двух исходных хвостов».
Стоит отметить, что мясистый хвост до сих пор присутствует у мальков современных костистых рыб (Teleostei). И современник Чарльза Дарвина Томас Гексли (Thomas Henry Huxley), и видный палеонтолог 20 века Стивен Гулд (Stephen Jay Gould) отмечали его сходство с гетероцеркальным хвостовым плавником палеозойских рыб, в том числе и взрослых Aetheretmon, и считали предковой, исходной формой хвоста позвоночных. В сходстве хвостов современных мальков и древних рыб дарвинисты видели проявление рекапитуляции, то есть повторения пройденного предками эволюционного пути в индивидуальном развитии потомков. Кстати, примерно так же устроены хвосты «живых ископаемых» – осетровых рыб и веслоноса.
Если теория рекапитуляции верна, то у мальков этеретмона хвосты должны были быть уменьшенной копией хвостов взрослых особей, по мере взросления демонстрирующих прямое развитие, без особого изменения плана строения. Однако работа Саллан показала, что это не так. Юные Aetheretmon имеют сразу два хвоста – верхний, и нижний. Таким образом, общей предковой формой хвоста и для четвероногих, и для рыб, является «двойной хвост» мальков этеретмона, а не гетероцеркальный хвост взрослых особей этого вида.
Как полагает Саллан, скорее всего ростом и развитием разных хвостов управляют разные группы генов, и они были подвержены действию естественного отбора независимо друг от друга. С помощью молекулярной генетики эту гипотезу вполне можно проверить, и «это был бы легкий способ тестирования эволюции в лаборатории», заключила палеонтолог.
Статья Fish ‘tails’ result from outgrowth and reduction of two separate ancestral tails опубликована журналом Current Biology
Doi: 10.1016/j.cub.2016.10.036
