Новую дерзкую гипотезу выхода позвоночных на сушу предложили американские палеонтологи. По их данным, превращению рыбьих плавников в нормальные ходильные ноги предшествовала серьезная перестройка, которую пережили глаза будущих покорителей земли.
Улучшение зрения позволило тетраподам разглядеть на берегу неисчерпаемые запасы пищи. Дальнейшее было делом техники – эволюции оставалось только подчиниться настойчивому стремлению бывших рыб к продуктовым ресурсам новой среды обитания >>
«Почему мы вышли на землю 385 млн лет назад? Мы первыми предположили, что какое-то отношение к этому может иметь зрение», – рассказал Малколм МакИвер (Malcolm A. MacIver), ведущий автор исследования и профессор Северозападного университета штата Иллинойс.
Группа исследователей под его руководством изучила эволюцию глаз наших далеких предков и выяснила, что незадолго до выхода позвоночных на сушу их органы зрения увеличились практически втрое и переместились с боков головы на ее верхнюю поверхность.
«Мы обнаружили резкое увеличение способности позвоночных к зрению непосредственно перед их выходом из воды на сушу. Наша гипотеза заключается в том, что, возможно, они увидели доступное изобилие пищи на земле – многоножек, пауков и многих других – и это побудило эволюцию придумать конечности из плавников», – сообщил МакИвер.
Всего ученые изучили 59 экземпляров ископаемых животных, охватывающих период времени до выхода из воды на сушу, во время этого перехода и после него. Замеры орбит, или глазниц, и длины головы показали, что перед переходом вода-земля средний размер орбиты составлял 1,3 см, а во время перехода – 3,6 см. Это утроение размера орбиты заняло порядка 12 млн лет.
Увеличение глаз было весьма значительным приобретением. Просто подняв их над поверхностью воды, древняя рыба могла видеть в воздухе примерно в 70 раз дальше, чем в воде. С утроением размера глаз визуально контролируемое пространство животного увеличилось самым кардинальным образом. И случилось это за миллионы лет до того, как появились первые полностью наземные позвоночные животные. Что касается беспозвоночных, то они завоевали сушу примерно на 50 млн лет раньше позвоночных.
«Большие глаза почти бесполезны в воде, потому что зрение во многом ограничено тем, что находится непосредственно перед животным, – отметил соавтор работы Ларс Шмитц (Lars Schmitz), доцент биологии колледжа Claremont. – Однако большой размер глаз очень важен для атмосферного зрения. В эволюции все часто сводится к компромиссу – стоят ли, например, затраты метаболизма тех выгод, которые последуют от увеличения размера глаз? Есть ли в этом смысл? Мы полагаем, что здесь дело было в новой возможности искать добычу на суше».
Именно поэтому выбор был сделан в пользу более крупных глаз, хотя в воде они способны дать лишь незначительное увеличение визуального диапазона. Это, в свою очередь, повлекло за собой развитие мозга – ведь теперь будущим покорителям суши приходилось обрабатывать куда больше информации, поступающей от глаз. Кроме того, теперь животные могли планировать свои действия, по крайней мере в части охоты, на более длинный срок, чем в воде. И это, по мнению исследователей, в конце концов привело к человеческой способности взвешивать разные варианты и производить стратегическое планирование, выбирая самый оптимальный из них.
Статья Massive increase in visual range preceded the origin of terrestrial vertebrates опубликована в журнале PNAS
Doi: 10.1073/pnas.1615563114
