Первые полноценные конечности могли появиться у древних рыб еще до выхода предков людей – кистеперовых рыб – и всех остальных четвероногих на сушу, заявляют ученые в статье, опубликованной в журнале Cell.
«Мы традиционно считали, что позвоночные животные обзавелись ногами и научились ходить в тот момент, когда наши предки покинули море и вышли на сушу. Мы были удивлены тем, что один из современных видов рыб тоже умеет ходить, и при этом они используют ту же программу развития нервной системы и всего тела, что и высшие позвоночные, в том числе и люди», – рассказывает Джереми Дейсен из университета Нью-Йорка.
Как сегодня считают ученые, древнейшие предки человека, кистеперые рыбы, покинули первичный океан Земли и начали колонизировать сушу примерно 375–370 миллионов лет назад, в конце Девонского периода. Первые настоящие земноводные существа появились гораздо позже, примерно через 20–30 миллионов лет после выхода рыб на сушу.
Как именно происходил этот процесс, никто точно не знает, так как это время является, по сути, гигантским белым пятном для палеонтологов, которое они называют «провалом Ромера». Останки первых амфибий и «рыбоживотных», по пока непонятным для нас причинам, не сохранились в породах того времени. Известны лишь единичные примеры причудливых существ этой переходной эпохи, такие как педерпес, уотчерия и акантостега и рыба-тиктаалик, останки которых были найдены в основном в последние десять лет.
Дейсен и его коллеги нашли первые намеки на то, что рыбы могли научиться ходить еще до того, как тиктаалик и остальные «пионеры» освоения суши покинули первичный океан, изучая анатомию тела и генетическую программу развития ежовых скатов (Leucoraja erinacea) – одних из самых древних видов рыб, существующих сегодня.
Одной из необычных черт этих скатов является то, что их брюшные плавники больше похожи по устройству на примитивные ноги с тремя гибкими сочленениями, чем на жесткие плавники всех остальных рыб. Более того, они используют ноги для того, чтобы отталкиваться от грунта, поворачиваться и совершать другие сложные движения, нехарактерные для обитателей морей.
Наличие подобных черт и у рыб, и у сухопутных животных, как отмечает Дейсен, не всегда означает то, что они унаследовали их от общего предка. «Ноги», по его словам, могли появиться у скатов значительно позже, после разделения предков рыб и четвероногих, в результате действия так называемой конвергентной эволюции. С другой стороны, нельзя исключать и того, что древние рыбы научились ходить еще до того, как их потомки вышли на сушу.
Ученые проверили, какая из этих версий верна, сравнив устройство и активность генов, управляющих развитием конечностей и тех цепочек нейронов, которые ими управляют, у скатов, других рыб и сухопутных животных.
К большому удивлению, генетическая программа, управляющая развитием и работой ног у млекопитающих и брюшных плавников у скатов, была практически идентичной. Более того, нервы, управляющие сгибанием и разгибанием плавников и ног, работали абсолютно одинаково у людей и этих рыб, а многие другие наборы нервных клеток были очень похожи друг на друга.
«Наше открытие говорит о том, что генетическая программа, управляющая работой центров движения в спинном мозге животных, появилась на миллионы лет раньше, чем мы считали. Это в корне меняет наши представления об эволюции жизни», – заключает ученый.
То, что способность к хождению могла появиться еще у рыб, ученые заявляют уже не в первый раз. Так, в 2011 году группа исследователей из Чикагского университета под руководством Нила Шубина (именно он в 2004 году открыл тиктаалика) проследила за тем, как протоптеры (Protopterus annectens) используют свои плавники для ползания по дну озера, и пришла к выводу, что африканские двоякодышащие рыбы используют свои конечности примерно так же, как и четвероногие, пишет Proceedings of the National Academy of Sciences.
Читайте также:
Подробнее в сюжете: Биология
