Стародавня скам'янілість риби розкриває еволюційне походження людської руки

Стародавня скам'янілість риби Elpistostege, знайдена в Мігуаша, Канада, розкрила нові відомості про те, як людська рука еволюціонувала з риб'ячих плавців.

Стародавня скам'янілість риби Elpistostege, знайдена в Мігуаша, Канада, розкрила нові відомості про те, як людська рука еволюціонувала з риб'ячих плавців.

Стародавня скам'янілість риби розкриває еволюційне походження людської руки 1
Повний екземпляр у виді зі спини. Масштабна шкала, 1 м. b, Camera lucida малюнок посткраніальної анатомії зразка; грудні плавці були зображені в їхньому положенні, хоча їх видно лише з черевної частини. в, Реконструкція. an.fi, анальний плавник; cau.fi, хвостовий плавець; op, opercular; pec.fi, грудний плавець; pel.fi, тазовий плавник. © Природа

Міжнародна група палеонтологів з Університету Фліндерса в Австралії та Університету Квебеку Рімуського в Канаді показала, що зразок риби дав відсутню еволюційну ланку в переході риби до чотириногих, оскільки риба почала набігати на такі середовища існування, як мілководдя та суша під час пізній девонський період мільйони років тому.

Ця повна риба довжиною 1.57 метра показує повний скелет руки (грудного плавника) вперше в будь-якій ельпістостегалієвій рибі. За допомогою високоенергетичної комп’ютерної томографії скелет грудного плавця виявив наявність плечової кістки (руки), променевої та ліктьової кісток (передпліччя), рядів зап’ястя (зап’ястя) і фаланг, організованих у вигляді пальців (пальців).

За словами Джона Лонга, стратегічного професора палеонтології в Університеті Фліндерса, відкриття повного екземпляра чотириногих риб під назвою Elpistostege відкриває надзвичайну нову інформацію про еволюцію руки хребетних.

«Це перший випадок, коли ми однозначно виявили пальці, зчеплені в плавці з променями плавців у будь-якої відомої риби. Артикулюючі пальці в плавці схожі на кістки пальців на руках більшості тварин».

«Це відкриття повертає походження пальців у хребетних до рівня риб і говорить нам про те, що візерунок рук хребетних був розроблений глибоко в еволюції, якраз перед тим, як риби покинули воду», — сказав професор Лонг.

Професор Джон Лонг із копалинами риби Elpistostege, знайденими в Мігуаші, Канада.
Професор Джон Лонг із копалинами риби Elpistostege, знайденими в Мігуаші, Канада. © Університет Фліндерса | Чесне використання

Еволюція риб у чотириногих — чотириногих хребетних, до яких належить і людина, — була однією з найважливіших подій в історії життя.

Тоді хребетні (хребтоподібні тварини) змогли покинути воду та завоювати сушу. Щоб завершити цей перехід, однією з найважливіших змін стала еволюція рук і ніг.

Кістки цієї стародавньої риби порівнюють з людськими.
Кістки цієї стародавньої риби порівнюють з людськими. © Джон Лонг

Щоб зрозуміти еволюцію від риб’ячого плавника до кінцівки чотириногих, палеонтологи вивчають скам’янілості лопастеперих риб і чотириногих середнього та верхнього девону (393-359 мільйонів років тому), відомих як «ельпістостегалі».

До них відноситься відомий Tiktaalik з арктичної Канади, відомий лише за неповними зразками.

Співавтор Річард Клутьє з Університету Квебеку та Рімуського каже, що за останнє десятиліття скам’янілості, які інформують про перехід риби в чотириногих, допомогли краще зрозуміти анатомічні трансформації, пов’язані з диханням, слухом і харчуванням, коли середовище існування змінювалося з води на сушу. на землі.

«Походження пальців пов’язане з розвитком здатності риби витримувати свою вагу на мілководді або для коротких подорожей на суші. Збільшена кількість дрібних кісток у плавнику дозволяє більше площин гнучкості розподіляти свою вагу через плавник».

Стародавня скам'янілість риби розкриває еволюційне походження людської руки 2
a, b, Порівняння анатомії ендоскелета грудних кінцівок (a) і плечової кістки (b) чотириногих риб (Panderichthys, Tiktaalik і Elpistostege) і ранніх чотириногих (Tulerpeton). Проксимодистальние ряди радіалів або цифр показані кольоровим кодуванням відповідно до схеми на рис. 4. Червоні стрілки в b позначають ектепікондил. Дані Panderichthys взяті з посилання. 13; Дані Tiktaalik взято з посилання. 4; Дані Acanthostega взяті з посилання. 26; Дані Tulerpeton взято з посилання. 31. Зображення в b змінено з посил. 49. art.sf, артикуляційні поверхні; lat.dor, гребені прикріплення для найширшого м’яза спини; sup.rid, гребінь supinator; rd.ext, зона прикріплення променевих розгиначів; scap-hum., область прикріплення лопаткових і плечових м'язів. © Природа

«Інші особливості, виявлені в ході дослідження, стосуються будови кістки плеча або плечової кістки, яка також демонструє наявні риси, схожі з ранніми амфібіями. Ельпістостеге не обов’язково є нашим предком, але він найближче до справжньої «перехідної скам’янілості», проміжної ланки між рибами та чотириногими».

Elpistostege був найбільшим хижаком, який мешкав у мілководних морських та естуарних середовищах існування Квебеку приблизно 380 мільйонів років тому. Він мав потужні гострі ікла в роті, тому міг харчуватися декількома більшими вимерлими лопастеперими рибами, знайденими скам’янілими в тих же відкладах.

Elpistostege спочатку був названий лише через невелику частину даху черепа, знайдену в скам’янілих скелях національного парку Мігуаша, Квебек, і описану в 1938 році як належну ранньому чотириногому.

Ще одна частина черепа цього загадкового звіра була знайдена й описана в 1985 році, демонструючи, що це справді розвинена риба з лопасними плавниками. Чудовий новий повний зразок Elpistostege був виявлений у 2010 році.


Дослідження спочатку було опубліковано в журналі природа. 18 березня 2020 року.