Ученые долгое время предполагали, что самые ранние водные животные, перешедшие к жизни на суше, обладали амфибийными чертами головастиков, проходя метаморфоз, подобный тому, что наблюдается у современных лягушек.
Однако новое исследование, опубликованное в четверг в журнале Science, бросает вызов этому общепринятому предположению. В нем представлен анализ редких окаменелостей, которые, по словам ученых, восполняют пробелы в знаниях о развитии существ, давших начало первым наземным позвоночным.
Исследование сосредоточено на образцах, извлеченных из местонахождения окаменелостей Мейзон-Крик в северном Иллинойсе, к юго-западу от Чикаго.
Это всемирно известное место отличается конкрециями карбоната железа, которые образовались около 309 миллионов лет назад, заключив в себе окаменелости древних существ, некогда процветавших в пышных болотах, мелководных морях и речных дельтах этого района.
Оно известно своими исключительно хорошо сохранившимися образцами, включая мягкие ткани.
Новое исследование анализирует десятки окаменелостей, чтобы изучить эволюцию между рыбами и тетраподами, или четвероногими животными.
В центре внимания оказался образец, который, как определили, вероятно, является детенышем существа, похожего на крокодила, известного как эмболомер, который жил в основном в воде, но у него развились маленькие ноги.
На ювенильной стадии, согласно распространенному мнению, можно было ожидать, что у него будут черты, подобные головастику, такие как внешние жабры, объяснил Джейсон Пардо, научный сотрудник Чикагского музея Филда и соавтор исследования.
Но этого не произошло, сказал он.
Тело детеныша — образец, который, по словам исследователей, размером с короткую узкую макаронину — вместо этого показало признаки прямого развития, то есть он был более или менее устроен так, как будет во взрослом возрасте.
Это не то, что мы ожидали бы увидеть у амфибий, чей метаморфоз из головастиков во взрослых особей включает гораздо более драматичную перестройку и развитие органов и конечностей.
"Теперь у нас есть некоторые прямые ископаемые доказательства," — сказал Пардо AFP, — "что этот метаморфоз, этот похожий на амфибий жизненный цикл, который мы в течение 150 лет предполагали, был частью нашей истории, оказалось, не был ее частью вовсе."
- 'Великолепные окаменелости' -
Джон Лонг, австралийский палеонтолог, также проводивший обширные исследования в этой области, назвал исследование "довольно выдающимся."
"Мало что было известно об их ранних стадиях жизни," — объяснил он AFP о животных, которые дали начало первым тетраподам.
"Эта детальная работа над множеством просто великолепных окаменелостей подтверждает, что они сразу переходили в ювенильную фазу, поэтому им не нужно было проходить стадию головастика."
Джейсон Андерсон из Университета Калгари сказал, что "впечатляющая" статья подчеркивает "силу окаменелостей в решении вопросов, которые мы считали невозможными, учитывая, что они происходят в короткие промежутки времени и в тканях, которые обычно не сохраняются в течение сотен миллионов лет."
Он и Пардо также отметили, что исследование подчеркивает, что амфибии сами по себе являются впечатляющими эволюционными существами.
"Наши амфибии, вместо того чтобы быть пережитками более ранних стадий эволюционной истории тетрапод, сами являются высокоразвитыми существами," — сказал Андерсон AFP.
- 'Любовное письмо' ученым-любителям -
Окаменелость, послужившая центральным объектом исследования, долгое время находилась в коллекциях Музея Филда, когда тогдашний директор показал ее соавтору статьи Арьяну Манну, который был ею очарован.
Пока оба были аспирантами в Канаде, Манн и Пардо годами ломали над ней голову.
Последующий анализ с помощью сканирующей электронной микроскопии в Канадском музее природы позволил исследователям подтвердить, что это, вероятно, эмболомер.
В ходе своего исследования дуэт проанализировал ювенильные черты этой окаменелости вместе с другим, более мелким эмболомером и другими видами ископаемых детенышей родственников тетрапод.
Манн — помощник куратора ранних тетрапод в Музее Филда — отметил, что их исследование стало возможным благодаря замечательным открытиям на участке Мейзон-Крик и ученым-любителям, которые десятилетиями прочесывали его, — хобби, которое за эти годы выявило образцы, проанализированные в статье.
"Эта статья, в некотором смысле, своего рода любовное письмо им, показывающее силу того, что мы можем сделать, работая вместе с этим сообществом, чтобы синтезировать действительно значимые новые исследования," — сказал Манн AFP.
mdo/dw