Восстановление особенностей поведения давно исчезнувших животных – очень увлекательная, но при этом чрезвычайно трудная сторона палеонтологических исследований. Для решения подобных задач, как правило, ученые прибегают к поискам аналогий среди современной фауны, но временами этот путь заводит их в тупик.
Важно: чтение этого материала детьми до 16 лет оставляется на усмотрение родителей/педагогов
Плакодерма Eastmanosteus. Реконструкция: Brian Choo и John Long
Как это делали в девонском периоде
Панцирные рыбы (Placoderma) – одна из самых ранних и примитивных групп челюстноротых позвоночных. Традиционно их строение и развитие считались довольно близкими к акулам, которые нередко служили ученым моделями для реконструкции тех или иных особенностей плакодерм. Однако новое исследование международной группы ученых показывает, что план строения панцирных рыб заметно отличался от всех остальных позвоночных.
Речь идет о специфических половых органах плакодерм, именуемых класперами (claspers) и используемых для введения половых продуктов самца внутрь тела самки. Класперы имеются и у современных акул, но впервые они появились именно у панцирных рыб. При этом если у акул класперы представляют собой хрящевые части брюшных плавников, то у плакодерм они имеют внутренний костный скелет и происходят от третьей, дополнительной пары конечностей.
Сам этот факт превращает панцирных рыб из древнейших, но в сущности банальных обладателей тетраподного плана строения в существ, абсолютно чуждых всем последующим групп позвоночных. Откуда у них взялась лишняя пара конечностей? По мнению ученых, здесь все просто – у некоторых гомеобоксных генов (Hox) плакодерм, контролирующих повторение структур конечностей (Sonic Hedgehog ген) и их положение на оси тела (гены Hox TBX4, TBX5), зона компетенции оказалась сильно увеличенной по сравнению с современными позвоночными, и выходила далеко за рамки брюшных плавников, что и позволяло развиваться третьей паре.
Но вернемся к половым органам. У панцирных рыб они не были неподвижно закреплены на брюшных плавниках и могли разворачиваться вперед. Поэтому, полагают исследователи, самой первой в истории сексуальной позицией, похоже, была миссионерская, когда самец и самка во время копуляции располагаются голова к голове, брюшками друг к другу, а класперы самца входили в соответствующее отверстие базальной пластинки самки.
Кроме чисто познавательных аспектов это открытие международной группы ученых означает также, что нерест как примитивный способ воспроизводства позвоночных очень быстро уступил позиции копуляции. Это произошло почти сразу после того, как челюстноротые обзавелись соответствующими инструментами.
Немного истории
Скелет плакодермы Coccosteus, виден скелет одного из класперов
Панцирные рыбы – властелины океанов раннего палеозоя, с головой закованные в прочную костяную броню. В течение 70 миллионов лет они господствовали в водных экосистемах, пока не вымерли полностью и насовсем около 360 млн лет назад, на границе девонского и каменноугольного периодов. Именно плакодермы стали первыми позвоночными мегахищниками в истории, а такие их представители, как Dunkleosteus, достигали величины современной белой акулы.
Панцирным рыбам принадлежит честь изобретения сложной формы полового размножения – совокупления. До этого рыбы и прочие позвоночные обитатели Земли обходились банальным нерестом (наружным оплодотворением), выметывая икру и молоки прямо в воду. Первый намек на существование полового диморфизма у панцирных рыб разглядел в 1930 году британский палеонтолог Дэвид Уотсон, обративший внимание на разницу строения брюшных плавников у разных особей плакодермы Rhamphodopsis, жившей 390 млн лет назад на территории нынешней Шотландии. В 1960 году норвежский палеонтолог Тор Орвиг изучал родственную рамфодопсису Ctenurella и сделал еще один шаг вперед – определил, что странные парные придатки позади брюшных плавников являются класперсами, используемыми для совокупления.
Но настоящие доказательства того, что панцирные рыбы действительно совокуплялись и их молодь некоторое время развивалась внутри тела самки, удалось получить лишь в 2008 году, когда в Западной Австралии нашли отлично сохранившихся плакодерм с эмбрионами внутри.
Тому, как именно занимались сексом панцирные рыбы, посвятила свою недавнюю работу доктор Кейт Тринаджстик (Kate Trinajstic) из австралийского университета Кертин (Curtin University). Прежде всего группа палеонтологов под ее руководством попыталась найти новые окаменелости совокупительных органов плакодерм. Для этого ученые отправились по музейным коллекциям и собрали там богатый урожай – класперы в окаменелостях панцирных рыб до этого просто никто не искал. Теперь же удалось обнаружить даже совокупительный орган крохотного эмбриона, что позволяет безошибочно идентифицировать его как самца.
По материалам портала The Conversation
Статья Pelvic and reproductive structures in placoderms (stem gnathostomes) опубликована журналом Biological Reviews
Doi: 10.1111/brv.12118
Возможная позиция при совокуплении панцирных рыб рода Incisoscutum. Реконструкция: John Long
