Палеонтологи обнаружили у вымерших рептилий межпозвоночные диски

Палеонтологи выделили пять типов межпозвоночных суставов у вымерших и ныне живущих рептилий, птиц и млекопитающих, и проследили за их эволюционным развитием. По всей видимости, плоские позвонки и межпозвоночные диски независимо возникли и у вымерших рептилий, и у ранних млекопитающих, хотя раньше диски считали особенностью только последних. Затем из этих суставов сформировались шаровидные суставы современных рептилий и фиброзные суставы птиц. Статья опубликована в журнале Scientific Reports.

Поскольку мягкие ткани в ископаемых сохраняются плохо, суставы вымерших позвоночных зачастую мало изучены. Относится это и к межпозвоночным суставам — эволюционное происхождение межпозвоночных дисков (фиброзно-хрящевой прослойки в центре сустава) долго не могли установить, а сами диски считали уникальной особенностью млекопитающих.

Отсутствие межпозвоночных дисков у других позвоночных предполагали из-за формы их позвонков: у млекопитающих сочленения этих костей плоские (платицельные), а у современных рептилий — вогнутые с одной стороны и выпуклые с другой (процельные, если выгнуты назад, и опистоцельные, если выгнуты вперед). Такие позвонки формируют подвижный шаровидный сустав, кости которого покрыты тонким хрящом и разделены прослойкой синовиальной жидкости.

Однако у ископаемых рептилий форма позвонков отличается и не подходит для шаровидного сустава. Похоже, что первые позвонки были амфицельными (двояковогнутыми), а в середине их пронизывал нотохорд — гибкий стержень из хрящеподобного вещества. Тем не менее межпозвоночный диск — пластинку из студенистого ядра в центре и фиброзного кольца вокруг него — у рептилий до сих пор не находили.

Ученые из Германии, Канады, США и Франции под руководством Тани Винтрих (Tanja Wintrich) из Боннского университета исследовали позвонки 19 таксонов млекопитающих, других синапсид и рептилий, ныне живущих и вымерших. С помощью поляризационной микроскопии изучали хрящи на поверхностях костей и расположение хондроцитов, и в результате выделили пять типов межпозвоночных суставов.

Первый тип — амфицельные позвонки с фиброзным кольцом на периферии сустава и нотохордом, который проходил сквозь позвонки. Такой тип суставов характерен для гаттерий и, видимо, является предшественником всех остальных типов суставов. Второй — амфицельные позвонки с прообразом межпозвоночного диска. Пластинка состоит из фиброзного кольца и студенистого ядра, которое закрыло отверстие в позвоночнике и, вероятно, произошло из нотохорда. Такие суставы встречаются только у вымерших таксонов: ихтиозаров и плакодонтов.

Третий тип — платицельные позвонки с настоящими межпозвоночными дисками, характерные для ныне живущих и вымерших млекопитающих. Четвертый — процельные и опистоцельные позвонки чешуйчатых рептилий с гиалиновым хрящом, сустав которых, видимо, заполнен синовиальной жидкостью. И наконец, процельные и опистоцельные позвонки с неподвижным фиброзно-хрящевым суставом современных птиц.

Затем ученые провели филогенетическую реконструкцию предковых форм, чтобы проследить эволюцию межпозвоночных суставов среди амниот. Оказалось, что закрытие нотохондрального канала и возникновение межпозвоночного диска произошло в истории амниот дважды: у терапсид («звероподобных рептилий») и у ранних диапсид (например, у ихтиозавров).

Затем позвонки уплощались в платицельные, а межпозвоночные диски формировались окончательно — это произошло независимо у ранних млекопитающих, эозавроптеригий (к ним относятся плезиозавры) и архозавроморфов (крокодиломорфов и большинства динозавров). У крокодилов и лепидозавров (к ним относятся ящерицы и змеи) параллельно межпозвоночный диск редуцировался и сформировался синовиальный шаровидный сустав. У дромеозавров и птиц хрящевая прослойка тоже редуцировалась, сменившись фиброзным соединением позвонков.

Группа Винтрих исследовала только дорсальную часть позвоночника, так как она меньше других отличается у разных таксонов. Эволюцию же целого позвоночника проследили палеонтологи из Гарвардского университета. Они выяснили, что отделы появлялись в следующем порядке: сначала шейный, затем грудной, а последним — поясничный.

Алиса Бахарева

Нашли опечатку? Выделите фрагмент и нажмите Ctrl+Enter.
Палеонтологи описали последнюю гигантскую черепаху Европы. Она жила на Сицилии 12,5 тысячи лет назад

Палеонтологи обнаружили на Сицилии кости последней гигантской черепахи Европы. Вид, получивший название Solitudo sicula, жил около 12,5 тысячи лет назад. Ранее считалось, что гигантские черепахи вымерли в континентальной Европе два миллиона лет назад, а на островах Средиземноморья — около двухсот тысяч лет назад. Вероятно, как и другие виды черепах-великанов, S. sicula стала жертвой людей. Описание находки опубликовано в статье для журнала Zoological Journal of the Linnean Society.