В черепе одной из древнейших змей, Najash rionegrina, отсутствовали выросты костей, окружающие части внутреннего уха — а они считались одной из основных характеристик скелета этой группы рептилий. К такому выводу пришли палеонтологи, изучив строение восьми черепов N. rionegrina, которые нашли недавно в Аргентине. Также они показали, что змеи с задними конечностями и примитивными чертами строения черепа существовали много миллионов лет — а раньше такой план тела считали кратковременной переходной формой. Об этом сообщается в Science Advances.
Змеи — крупная группа (подотряд) современных рептилий, в него входит более 3700 видов, и обитают они почти на всех материках и крупных островах. Однако об эволюции этих животных известно довольно мало. Понятно, что они произошли около 125 миллионов лет назад от ящериц, скорее всего, близких к варанам и безногим ящерицам. Наиболее вероятно, что предок змей был роющим. В ходе эволюции эти рептилии потеряли все кости передних конечностей, а многие — ещё и все кости задних конечностей (однако у питонов и удавообразных и сейчас есть рудименты задних ног — коготки по бокам анального отверстия). Череп лишился височных дуг и скуловых костей, а одно из легких в большинстве случаев перестало полноценно работать.
Ископаемые скелеты змей редко сохраняются, поскольку, во-первых, они в большинстве своем некрупные, а во-вторых, кости у них тонкие. По этой причине о строении ископаемых рептилий этого подотряда мало информации. Тем не менее, известно, что одни из наиболее древних змей, представители родов Najash, Eupodophis и некоторых других, еще не потеряли задние конечности. Еще подавляющее большинство современных и примитивных змей имеет парную структуру под названием crista circumfenestralis — выросты костей черепа, которые окружают овальное окно и часть барабанной лестницы улитки (это части внутреннего уха).
Палеонтологи из Аргентины, Канады, США и Австралии во главе с Фернандо Гарбероглио (Fernando F. Garberoglio) из Университета Маймонидес (Буэнос-Айрес, Аргентина) произвели замеры восьми черепов и трех фрагментов посткраниального скелета (то есть костей, расположенных за черепом) одной из древнейших змей — Najash rionegrina. Эти ископаемые остатки возрастом около ста миллионов лет нашли недавно на севере Патагонии. Виртуальную трехмерную реконструкцию черепа в наилучшей сохранности составили с помощью компьютерной микротомографии с разрешением 7–8 микрометров. Помимо этого, ученые построили филогенетические деревья змей на основе морфологических и молекулярных данных о из своих предыдущих статей, используя метод максимальной экономии (самого простого объяснения).
Компьютерная микротомография показала, что скелет Najash rionegrina обладает как примитивными для змей «ящеричными» признаками, такими как наличие скуловых костей и задних конечностей и отсутствие crista circumfenestralis (а эти выросты считали чуть ли не обязательными для змей), так и типично «змеиными» чертами (отсутствие заднеглазничной кости и характерное для змей вертикальное расположение квадратной кости). Некоторые из этих особенностей строения Najash уже отмечали раньше, но новый качественный палеонтологический материал подтвердил, что это не артефакты и они реально существуют.
Комбинация данных о морфологии и геномах современных и ископаемых змей позволила уточнить положение Najash rionegrina на эволюционном древе змей. По новым данным получается, что змеи с наборами признаков, похожими на эклектичную анатомию этой рептилии, существовали около 70 миллионов лет. Раньше считали, что подобные комбинации ключевых костей черепа и задних ног существовали совсем недолго.
Найти хорошо сохранившийся череп змеи в меловых отложениях — большая редкость, а целого детеныша — тем более. Однако несколько лет назад в бирманском янтаре обнаружили молодую особь Xiaophis myanmarensis возрастом около 99 миллионов лет. Хотя эта змея, по сути, ровесница Najash rionegrina, задних ног у нее не нашли.
Светлана Ястребова
Виной всему масштабное и преждевременное таяние морского льда
Четыре из пяти колоний императорских пингвинов в центральной и восточной части моря Беллинсгаузена не смогли вывести птенцов в 2022 году. Виной всему масштабное таяние льда, которое началось до того, как молодые особи успели опериться. В результате несколько тысяч птенцов пингвинов, скорее всего, утонули, а их родители покинули колонии. Как отмечается в статье для журнала Communications Earth & Environment, ученые впервые сталкиваются с провалом размножения у императорских пингвинов в пределах целого региона. Однако в будущем из-за антропогенных изменений климата такое будет происходить все чаще, что ставит будущее вида под угрозу. Императорские пингвины (Aptenodytes forsteri) выводят потомство в колониях, расположенных на морском льду вокруг Антарктиды. Они прибывают к местам размножения с конца марта по апрель, а в мае-июне откладывают яйца, из которых спустя два месяца вылупляются птенцы. Пингвинята растут медленно и оперяются только в декабре-январе. Таким образом, чтобы успешно вырастить птенцов, императорским пингвинам необходим стабильный ледовый покров с апреля по январь. Однако, по прогнозам ученых, из-за антропогенных изменений климата площадь льдов вокруг Антарктиды к концу века сильно сократится. В результате более девяноста процентов колоний императорских пингвинов лишатся подходящих мест для размножения, перестанут поддерживать свою численность и исчезнут. Команда орнитологов под руководством Питера Фретуэлла (Peter T. Fretwell) из Британской антарктической службы обнаружила, что по крайней мере в одном регионе Антарктиды императорские пингвины уже в наши дни испытывают серьезные проблемы из-за потери морского льда. Речь о море Беллинсгаузена, которое лежит к западу от Антарктического полуострова. В его центральной и восточной части расположены пять колоний императорских пингвинов, самая большая из которых насчитывает около 3500 пар, а самая маленькая — около 630 пар. Все они были открыты в течение последних 14 лет благодаря изучению спутниковых снимков — и лишь одну из них посещали ученые. В конце 2022 года, когда площадь ледового покрова вокруг Антарктиды находилась на рекордно низком уровне, некоторые части моря Беллинсгаузена начали оттаивать неожиданно рано и уже к ноябрю полностью очистились ото льда. Чтобы понять, как это сказалось на птенцах пингвинов, которые в это время года как раз переходят к самостоятельной жизни, Фретуэлл и его соавторы обратились к спутниковым снимкам всех пяти местных колоний. Исследователи искали на них коричневые пятна, соответствующие пингвиньему помету — по их площади можно судить о численности и успехе размножения колонии. В результате выяснилось, что из-за раннего исчезновения морского льда императорским пингвинам из большинства колоний в море Беллинсгаузена не удалось вывести потомство в 2022 году. Вероятно, птенцы в этих колониях не успели обзавестись водонепроницаемым оперением до того, как лед растаял, в результате чего утонули или умерли от переохлаждения, а их родители просто покинули колонии. Авторы оценивают потери в несколько тысяч молодых особей. В частности, вокруг колонии у острова Смайли, состоящей из примерно 3500 пар, припай разрушился на две недели раньше срока. Из-за этого часть местных пингвинов перебрались на большой айсберг, однако удалось ли выжить кому-то из птенцов, неизвестно. Колонию в заливе Верди осенью прибыло меньше особей, чем обычно — и даже они покинули ее после разрушения морского льда в конце октября — начале ноября. Колония Пфрогнер-Поинт, которая находилась на шельфовом леднике, также исчезла в начале ноября. А месяцем позже похожая судьба постигла колонию Брайант-Кост — после таяния многолетнего припая, на котором она располагалась. Исключение составила лишь небольшая колония у острова Ротшильда. Вокруг него ледовый припай начал разрушаться лишь в конце декабря, благодаря чему около 800 птенцов успели подрасти и опериться (эта цифра была получена во время облета колонии на вертолетах круизного лайнера). Судя по всему, таяние льда около острова Ротшильда замедлилось благодаря особенностям ландшафта и наличию айсбергов вокруг него. Фретуэлл и его соавторы отмечают, что отдельные колонии императорских пингвинов время от времени терпят неудачи, когда морской лед рушится под воздействием сильных штормов. Однако исследователи этого вида никогда не сталкивались с полным провалом размножения у большинства колоний в целом регионе. Более того, до сих пор в море Беллинсгаузена был известен всего один пример, когда колония не смогла вывести ни одного птенца за сезон. В теории императорские пингвины после неудачного года могли бы переместить колонию туда, где ледовые условия более надежны. Однако в море Беллинсгаузена таких мест почти нет. Экстремально низкая площадь антарктического льда в 2022-2023 годах не обязательно напрямую связана с антропогенными изменениями климата (поскольку она сильно колеблется от года к году). Возможно, эта аномалия лучше объясняется тремя подряд годами Ла-Ниньи. Тем не менее, по прогнозам климатологов, по мере того, как планета нагревается, площадь льда вокруг Антарктиды будет сокращаться. А значит, императорские пингвины все чаще будут испытывать серьезные проблемы с размножением, что поставит существование этого вида под угрозу. Магеллановы пингвины (Spheniscus magellanicus), которые обитают на побережьях Южной Америки, тоже страдают от антропогенных изменений климата. Однако для них проблемой стало не отсутствие льда (его в местах их обитания никогда не бывает), а участившиеся волны жары, которые убивают взрослых особей в период размножения. По расчетам зоологов, из-за все более жаркой погоды крупнейшая колония магеллановых пингвинов, расположенная на атлантическом побережье Аргентины, исчезнет в течение ближайших пятидесяти лет.