Передние конечности летучих мышей стали крыльями, киты отрастили себе плавники, гиббоны ловко скачут по деревьям, хватаясь за ветки своими руками, а люди приспособили свои передние конечности, чтобы держать в них смартфоны и иногда чесать в затылке. Ни одна другая группа тетраподов не развила такого потрясающего разнообразия передних конечностей, как это удалось млекопитающим. У всех птиц передние лапы — крылья, все ящерицы бегают на четырёх.
Реконструкция тринаксодона — животного из группы цинодонтов, тесно связанной с млекопитающими
Ученым удалось обнаружить, что наши древние родственники начали эволюцию передних конечностей еще 270 млн лет назад. Задолго до самых первых динозавров.
«Помимо меха, разнообразная форма передней конечности является одной из самых знаковых характеристик млекопитающих», — рассказывает ведущий автор статьи Жаклин Лунгмус, научный сотрудник Чикагского музея поля и докторант Чикагского университета. «Мы попытались понять, откуда это взялось, было ли это новым прогрессивным признаком или это появилось еще на самой заре эволюции класса».
Чтобы проследить ранние этапы эволюции передних конечностей млекопитающих, Жаклин Лунгмус и ее соавтор Кен Ангельчик исследовали окаменелости древних родственников млекопитающих. Около 312 млн лет назад наземные позвоночные разделились на две большие группы: диапсидов, которые включают в себя крокодилов, птиц, динозавров, ящериц и других; и синапсидов, среди которых были и предки млекопитающих. Ключевое различие между этими группа заключалось в строении черепа, а точнее количестве отверстий-арок, к которым крепились мышцы челюсти. Несмотря на то, что древние пеликозавры больше напоминали ящериц или динозавров, они более родственны людям, чем любой из рептилий.
«Если бы вы увидели шагающего по улице пеликозавра, то вы бы никогда не подумали, что он похож на млекопитающее. Вы бы приняли его за причудливого крокодила», — отмечает Кен Ангельчик.
На фото кости предплечья семи видов древних родичей млекопитающих. Три кости слева — предплечья древних пеликозавров. Они еще выглядят примерно одинаково. А вот четыре кости справа — это уже кости животных из группы терапсидов, которые появились позже. Вторая группа окаменелостей демонстрирует большее разнообразие форм и размеров. Чёрная полоска на коллаже равняется двум сантиметрам
Однако, около 270 млн лет назад среди синапсидов появилась группа животных, получивших имя терапсидов. Современные млекопитающие — единственная веточка терапсидов, как их еще иначе называют — звероящеров. Терапсиды освоили многие экологические ниши: околоводных хищников, норных животных, древесных обитателей, растительноядных исполинов и многие другие
Жаклин Лунгмус и Кен Ангельчик решили выяснить, сопровождался ли взрыв разнообразия экологических ниш таким же взрывом разнообразия передних конечностей.
«Это первое исследование по количественной оценке формы передних конечностей на большой выборке этих животных», — говорит Лунгмус. Команда исследовала кости предплечья сотен ископаемых образцов, представляющих 73 вида пеликозавров и терапсидов, проводя измерения вблизи места соединения костей плеча и локтя. Затем они проанализировали формы костей, используя метод, называемый геометрической морфометрией.
Когда исследователи сравнили формы костей передних конечностей, выяснилось, что у терапсидов они были гораздо разнообразнее, чем у более архаичных пеликозавров. Более того, ученые отметили, что у терапсидов кости предплечья были значительно подвижнее, чем у пеликозавров, а значит они могли двигать ими свободнее.
Пеликозавр офиакодон
Терапсиды стали первыми среди синапсидов, кто развил такое разнообразие форм передних конечностей. До этого исследования считалось, что подобная дифференциация началась только 160 млн назад, но работа Лунгмус и Ангельчика доказывает, что преадаптации к этому появились на сто с лишним миллионов лет раньше.
Исследователи отмечают, что исследование помогает объяснить, как млекопитающие развили черты, которые сделали нас такими, какие мы сегодня. «Многое из того, что мы делаем каждый день, связано с тем, как развивались наши передние лапы—даже такие простые вещи, как держать телефон», — говорит Ангельчик.
Paleonews.ru по материалам Phys.org
