Главное — хвост!

Как современные находки опровергли мнение Дарвина и Гексли, сколько лет одной из самых древних найденных рыб, что такое теория рекапитуляции и почему у рыб такие разные хвостики, выяснял Indicator.Ru.

Отгадайте загадку: что общего у форели, ящерицы и слона? Сдаетесь? Тогда подсказка: у всех видов есть подвижная часть тела ниже позвоночника, или, привычнее, хвост. Недавно научный сотрудник факультета наук о земле и окружающей среды Школы наук и искусства при Пенсильванском университете, палеобиолог Лорен Саллан исследовала эволюцию хвоста животных по окаменелым остаткам вымершего вида рыб. Научная работа опубликована в журнале Current Biology.

Судя по окаменелостям мальков вида Aetheretmon valentiacum, возраст которых достигает 350 миллионов лет, хвост древних рыб был чешуйчатым и мясистым, плавник гибким, а располагались они один над другим. Подобное двухчастное строение наблюдается у зародышей костистых рыб класса лучеперых, к которому относится более 95% обитающих ныне видов. В ходе эволюции, постепенно приспосабливаясь к окружающей среде, зрелые особи костистых рыб и четвероногих животных «потеряли» одну из частей. Двухчастное строение хвоста в чем-то роднит древних рыб с современными представителями подкласса хрящекостных, к которым относится «царская рыба» осетр. Видимо, не зря хрящекостных иногда называют «живыми ископаемыми».

Остатки указанного вида древних обитателей вод представляют собой самую раннюю стадию развития костистых рыб, что на основе сравнения с более молодыми видами позволяет детально изучить их эволюцию. Обнаруженные в Шотландии окаменелые рыбы три сантиметра длиной были помещены в музей, и даже там они долгое время оставались без внимания исследователей.

Автор научной работы исследовала строение хвоста нескольких различных видов рыб, как вымерших, так и современных, на разных стадиях эволюционного развития. Саллан заметила, что, казалось бы, одинаковая двухчастная структура в каждом из примеров представлена особенным образом. «Это говорит о том, все виды рыб можно поделить на две большие группы в зависимости от строения по-разному адаптировавшегося хвоста», — прокомментировала она.

В течение последних двух столетий лет многие ученые — от Чарльза Дарвина и Томаса Гексли до Стивена Гулда — указывали на личиночную стадию современных костистых рыб с асимметричным хвостом, напоминающих о древних лучеперых предках, как на яркий пример теории рекапитуляции. Онтогенез повторяет филогенез, гласит теория. Кратко данное положение сводится к следующему: зародыш каждого живого существа проходит те же стадии, что и вид, к которому он принадлежит, в ходе эволюционного развития. Однако на одних рыбах иллюстрация теории рекапитуляции выглядит слабо, так как слишком мало сохранившихся окаменелостей мальков-предков современных рыб.

Согласно теории рекапитуляции, мальки Aetheretmon должны были походить на уменьшенную копию взрослых особей. Это демонстрировало бы их прямое развитие. Саллан смогла опровергнуть данную гипотезу. На самом деле, установила она, если мальки древних костистых и были на кого-то похожи, то скорее на своих сегодняшних ровесников, таких же незрелых особей. По мере взросления верхняя часть хвоста Aetheretmon продолжала вытягиваться. У современных костистых рыб, в отличие от древних предков, эта же часть хвоста перестает расти на ранней стадии развития.

Полученные результаты исследования помогают иначе взглянуть не только на эволюцию рыб, но и развитие позвоночных в целом. По мнению Саллан, вполне вероятно, что эволюция двух различных частей хвоста регулируется разными группами генов. Следовательно, в древности они развивались независимо друг от друга, в результате чего к настоящему моменту образовалось множество форм хвостов и плавников. «Это может объяснить, почему мы наблюдаем такое различие плавников и конечностей древних и современных рыб. Если бы эти части тела, столь важные для плавания, не смогли адаптироваться, все рыбы просто вымерли бы», — считает исследователь из Пенсильванского университета.

Как признается Саллан, она была бы очень рада, если бы результаты ее работы пригодились специалистам, занимающимся биологией развития, для подтверждения молекулярных сигнальных путей, которые отвечают за развитие конечностей или плавников.