Складна еволюція. Біологи з’ясували, як хребетні змогли перейти до життя на суші

26 лютого 2021, 22:30

Команда під керівництвом Інституту зоології Куньміна Китайської академії наук у співпраці з вченими з інших країн розкрила таємницю переходу хребетних з води на суходіл.

Автори роботи досліджували геноми африканських дводишних риб, веслоноса, мулової риби Amia calva і місісіпського панцирника.

П’ять видів, проаналізованих дослідниками, відносяться до двох основних груп збережених кісткових риб — риби з лопатевими і променевими плавниками. Дводишні є найближчими сучасними родичами чотириногих і володіють найбільшим розміром геному (40 ГБ), що більш ніж в 10 разів перевищує розмір генома людини.

Відео дня

Дослідники виявили, що функціональні елементи, пов’язані з гнучкістю кінцівок, могли походити від хрящових риб і зберігалися у кісткових риб з лопатевими і променевими плавниками, але повністю втрачалися у костистих риб. Примітивні легені також могли виникнути від загального предка костистих риб, хоча потім легені були замінені плавальним міхуром у більшості риб.

Додавши в аналіз дводишних риб, дослідники припустили, що еволюція переходу хребетних з води на суходіл могла відбуватися в три етапи.

Першим кроком було те, що спільні предки костистих риб вже володіли початкової здатністю дихати повітрям. Другим кроком було збільшення здатності дихати повітрям за рахунок появи більшої кількості респіраторних генів і нових функціональних елементів. Третій крок міг бути результатом подальших генетичних інновацій, таких як більша кількість генів, що забезпечило останню важливу основу для переходу від води до суші.

Крім того, дослідники виявили, що функції, пов’язані з рухом кінцівок, також поступово еволюціонували. Плечова кістка сталася від метаптерігія у риб з променевими плавниками, променева кістка могла виникнути від предків дводишних риб і чотириногих, а кінцівку з п’ятьма пальцями врешті-решт з’явилася у чотириногих.

Крім того, автори роботи показали, що перехід від води до суші також супроводжувався спільної еволюцією системи кровообігу, мозку і рухової системи. Результати цих досліджень важливі для розуміння механізму і процесу еволюції хребетних від води до суші.

Раніше НВ писав, що міжнародна група вчених визначила принаймні 11 видів риб, імовірно здатних ходити по суші.

Висновки засновані на комп’ютерної томографії та порівнянні скелетів риб сімейства баліторових (гольців) зі скелетом єдиного виду риб, спійманих під час ходьби: Cryptotora thamicola, яку називають печерна риба-ангел.

У новому дослідженні вчені з Музею природної історії Флориди, Технологічного інституту Нью-Джерсі, Університету штату Луїзіана і Університету Маеджо в Таїланді проаналізували структуру кісток майже 30 видів гольців і вперше описали три категорії форм таза. Грунтуючись на формі кістки, яка з'єднує шипи деяких гольців з їхніми тазовими плавниками, команда виявила, що у 10 інших видів є такий же незвично великий тазовий пояс, як і у печерної риби-ангела.

«У риб зазвичай немає ніякого зв’язку між хребтом і тазовим плавцем. Але раніше ідея полягала в тому, що печерна риба-ангел була абсолютно унікальною. Що дійсно добре в цій статті, так це те, що вона показує з високою деталізацією, що міцні тазові пояси зустрічаються частіше, ніж ми думали», — сказав біолог Захарі Рендалл, співробітник лабораторії візуалізації Флоридського музею і один із співавторів дослідження.

poster
Підписатись на щоденну email-розсилку
матеріалів розділу Техно
Розсилка про те як технології змінють світ
Щопонеділка

Приєднуйтесь до нас у соцмережах Facebook, Telegram та Instagram.

Показати ще новини
Радіо НВ
X