Палеонтологи проследили эволюцию позвоночника млекопитающих, сообщается в Science. Первым, еще у рептилий, изменился шейный отдел, затем у цинодонтов, предков млекопитающих, появился грудной отдел, а самым последним — уже у млекопитающих — дифференцировался поясничный отдел.
Хорошо известно, чем млекопитающие отличаются от других животных: помимо того, что они выкармливают детенышей молоком, они теплокровные, подавляющее большинство из них — живородящие, у них есть неокортекс (области коры головного мозга) и волосы или шерсть. Кроме всего прочего, млекопитающие обзавелись сложным позвоночником, состоящим из нескольких отделов. Позвоночник у них делится на шейный, грудной, поясничный, крестцовый и хвостовой отделы. В то время как в позвоночнике у древних амниот (высших позвоночных, к которым сейчас относятся рептилии, птицы и млекопитающие) не было шейного, грудного и поясничного отделов, а был не дифференцированный общий «туловищный». Предположительно, появление этих трех отделов было связано с возникновением разных типов походки и дыхательными функциями (1, 2).
Американские палеонтологи под руководством Стефани Пирс (Stephanie Pierce) из Гарвардского университета решили ответить на вопрос, когда произошла дифференциация отделов позвоночника. Чтобы это выяснить, они изучили 16 прекрасно сохранившихся позвоночников синапсид или зверообразных — группы амниот, появившейся около 318 миллионов лет назад. К синапсидам относились вымершие терапсиды (звероподобные рептилии) и цинодонты — предки млекопитающих. Кроме окаменелостей авторы статьи проанализировали строение тысячи позвоночников современных животных, в том числе млекопитающих, рептилий и амфибий.
Результаты показали, что дифференциация отделов позвоночника началась примерно 270-280 миллионов лет назад. У рептилий пеликозавров (одним из представителей которых был эдафозавр) изменились длина ребер и положение передних конечностей. Следующим, у цинадонтов (в частности, у тринаксодона) около 250 миллионов лет назад добавился дополнительный «модуль» грудного отдела позвоночника, что сопровождалось перестройкой грудного пояса. Также у них уменьшились спинные ребра и выросла подвижность плечевого пояса. Наконец, уже у млекопитающих, произошла дифференциация в поясничном отделе позвоночника, часть позвонков лишилась ребер.
Ранее ученые показали, что млекопитающие начали вести дневной образ жизни только после вымирания динозавров 66 миллионов лет назад. До этого они были активны ночью и, таким образом, избегали взаимодействия с хищными рептилиями.
Его находка подтвердила, что у всех современных амфибий был общий предок
Палеонтологи описали древнейшую червягу, которая жила на территории современной Аризоны в позднем триасе, 223-218 миллионов лет назад. Она получила название Funcusvermis gilmorei — «фанковый червь Гилмора». По мнению первооткрывателей, данный вид был переходной формой между наземными и подземными амфибиями. Как отмечается в статье для журнала Nature, включив F. gilmorei в филогенетический анализ, исследователи смогли подтвердить, что у всех современных амфибий был единый предок, живший около 333,5 миллиона лет назад. Червяги (Gymnophiona) остаются одной из наименее изученных групп позвоночных. Хотя зоологи успели описать около 250 видов этих лишенных конечностей амфибий, населяющих тропики и субтропики Центральной и Южной Америки, Африки и Южной Азии, о многих из них почти ничего неизвестно. Это неудивительно, если учесть, что большинство червяг проводят всю жизнь в почве и лесной подстилке, где охотятся на дождевых червей и других беспозвоночных. Лишь некоторые из них освоили пресные водоемы и научились добывать более крупных жертв. Происхождение червяг изучено еще хуже. Палеонтологи всего одиннадцать раз находили остатки древних представителей данной группы, причем с уверенностью отнести к ней можно лишь два вида, раннемеловую Rubricacaecilia monbaroni и раннеюрскую Eocaecilia micropodia. При этом возникли червяги, вероятно, уже в каменноугольном или пермском периоде, так что по меньшей мере первые семьдесят миллионов лет их эволюции не оставили никаких следов в палеонтологической летописи. Несколько лет назад специалисты заявили, что обнаружили древнейшую червягу, жившую на территории современного штата Колорадо в позднем триасе, 221–206 миллионов лет назад. Однако далеко не все их коллеги согласны, что амфибию, получившую название Chinlestegophis jenkinsi, действительно можно считать червягой. Команда палеонтологов под руководством Бена Клигмана (Ben T. Kligman) из Виргинского политехнического института и университета штата описала более достоверного кандидата на роль самой древней червяги. В центре внимания исследователей оказались окаменевшие кости по меньшей мере 76 безногих амфибий, обнаруженные на позднетриасовой формации Чинле в национальном парке Петрифайд-Форест, штат Аризона. Возраст находки составил 223-218 миллионов лет (остатки вида C. jenkinsi также были обнаружены на формации Чинле, однако на другом, более молодом ее участке, который расположен в другом штате). Сосредоточившись на анализе окаменевших челюстей, позвонка и бедренной кости, Клигман с соавторами подтвердили, что они принадлежали неизвестной ранее древней червяге. Она получила научное название Funcusvermis gilmorei — то есть «фанковый червь Гилмора». Родовое имя отсылает к популярной песне группы Ohio Players «Funky Worm» (ее авторы работы часто слушали на раскопках), а видовое дано в честь Неда Гилмора (Ned Gilmore), куратора музейной коллекции из Дрексельского университета. По мнению авторов, к этому виду принадлежали все 76 особей, найденных на формации Чинле. https://youtu.be/bSIb4T5vu9E В отличие от современных червяг, F. gilmorei обладал развитыми конечностями. Клигман и его соавторы предполагают, что этот вид был переходной формой между наземными и подземными амфибиями. Судя по строению черепа, «фанковый червь» уже умел рыть почву головой. На следующем этапе исследователи сопоставили особенности строения F. gilmorei с 63 другими видами позвоночных. Оказалось, что эта амфибия принадлежит к кладе, которая отделилась от эволюционного древа Gymnophiona раньше других вымерших и современных червяг. С группой, объединяющей R. monbaroni, E. micropodia и ныне живущих червяг, F. gilmorei связывают сестринские отношения. Дополнительный анализ показал, что группа беспанцирных амфибий (Lissamphibia), которая объединяет червяг, бесхвостых и хвостатых амфибий (а также вымершую в кайнозое группу Albanerpetontidae) является монофилетической, то есть происходит от единого предка. Возникла она, по оценкам авторов, около 333,5 миллиона лет назад на суперконтиненте Пангея. С Пангеей связано и происхождение червяг. Современная Аризона находилась в экваториальной части этого суперконтинента. Вероятно, на этих широтах и возникли первые червяги. После распада Пангеи на Лавразию и Гондвану эти амфибии оказались на обоих этих континентах, а миллионы лет спустя сдвинули ареалы в регионы с теплым и влажным климатом. В заключение следует отметить, что выводы Клигмана и его коллег опровергают гипотезу первооткрывателей C. jenkinsi, которые предполагали, что червяги имеют независимое от других современных амфибий происхождение и являются потомками стереоспондильных амфибий (Stereospondyli). Судя по всему, C. jenkinsi была не настоящей червягой, а стереоспондильной амфибией, которая приобрела сходство с червягами в результате конвергентной эволюции. При этом жила она примерно в тех же местах, что и F. gilmorei — и почти в одно время с ней. Ранее мы рассказывали о том, как южноамериканские кольчатые червяги (Siphonops annulatus) оказались обладателями ядовитых зубов. На обеих челюстях этих амфибий исследователи обнаружили ядовитые железы, открывающиеся у основания зубов. Сходные структуры были выявлены и у других видов червяг. Такая особенность может быть адаптацией безногих амфибий к охоте на беспозвоночных и мелких позвоночных. Возможно, она появилась еще на первых этапах эволюции группы.