Палеонтологи описали птерозавра с противопоставленным большим пальцем на крыле
Палеонтологи обнаружили самого древнего обладателя противопоставленного большого пальца. Им оказался мелкий птерозавр Kunpengopterus antipollicatus из поздней юры Китая. Первый палец на крыле этого вида был противопоставлен остальным и, вероятно, помогал крепко обхватывать ветви. Данная анатомическая черта свидетельствует о древесном образе жизни и способностях к лазанию. Описание находки опубликовано в статье для журнала Current Biology.
Птерозавры правили небесами около 160 миллионов лет — с позднего триаса до конца мела. За это время среди них появились виды, занявшие множество экологических ниш: от мелких охотников на насекомых и длинноклювых аналогов куликов до гигантских парителей, которые могли поедать даже мелких динозавров. Скорее всего, среди птерозавров были и виды, которые, подобно многим современным птицам, жили в древесных кронах, — однако до сих пор у специалистов не было ископаемых, убедительно подтверждающих эту гипотезу.
Найти их удалось команде палеонтологов, которую возглавлял Сюаньюй Чжоу (Xuanyu Zhou) из Китайского геологического университета. В ходе работ на формации Тяоцзишань (Tiaojishan Formation) на северо-востоке Китая они обнаружили почти полный скелет птерозавра возрастом 161-158 миллионов лет. Он был совсем небольшим, с размахом крыльев, равным 85 сантиметрам. Судя по строению черепа и некоторых других костей, он относился к роду Kunpengopterus, в который ранее включали единственный вид K. sinensis, описанный в 2010 году.
Одна черта, впрочем, заметно отличала находку от K. sinensis и других птерозавров. У большинства известных к настоящему времени представителей этой группы на передних конечностях было по четыре пальца — очень длинный четвертый поддерживал мембрану крыла, а остальные три были небольшими и отличались друг от друга лишь количеством фаланг (единственное исключение — никтозавриды (Nyctosauridae), которые утратили все пальцы передних конечностей кроме четвертого). Однако у экземпляра, который обнаружили Сюаньюй Чжоу и его коллеги, первый палец крыла был противопоставлен остальным — как большой палец человека.
Основываясь на этой уникальной анатомической особенности, исследователи пришли к выводу, что перед ними представитель нового для науки вида (к которому также отнесли еще один экземпляр — неполный скелет самки с двумя яйцами внутри тела). Он получил латинское имя Kunpengopterus antipollicatus. Видовое название этого таксона в переводе с древнегреческого означает «обладающий противопоставленным большим пальцем».
Противопоставленный палец — довольно редкая анатомическая черта. В большинстве случаев она представляет собой адаптацию к древесному образу жизни: конечностью, оснащенная таким пальцем, позволяет крепко обхватывать ветви и стволы. Неудивительно, что среди современных животных она наиболее характерна для приматов. Особенности строения скелета и мелкие размеры K. antipollicatus свидетельствуют, что он также мог вести древесный образ жизни — например, лазать в кронах в поисках насекомых или подвешиваться к ветвям вниз головой.
В попытке подтвердить это предположение, Сюаньюй Чжоу с соавторами проанализировали особенности строения 156 видов млекопитающих, птиц и рептилий, включая 25 видов птерозавров. Оказалось, что оба вида из рода Kunpengopterus с анатомической точки зрения близки к древесным кенгуру, ленивцам и древесным ящерицам. Это значит, что они с высокой вероятностью вели древесный образ жизни. В то же время их ближайшие сородичи, мелкие птерозавры Darwinopterus и Wukongopterus, скорее были приспособлены к хождению по земле. Учитывая, что представители всех трех родов соседствовали в субтропических лесах Китая в начале поздней юры, они, возможно разделили между собой экологические ниши: одни освоили древесный полог, а другие предпочитали кормиться на земле. При этом некоторые другие виды птерозавров, судя по результатам анализа, также умели лазать по деревьям — например, мелкий Vesperopterylus из раннемеловых отложений Китая, которого уже подозревали в древесном образе жизни.
Происхождение птерозавров окутано тайной. Предки этих крылатых рептилий остаются неизвестными — однако недавно палеонтологам удалось установить их ближайших родственников. Оказалось, что сестринской группой по отношению к птерозаврам являются лагерпетиды — нелетающие рептилии, жившие в триасовом периоде.
Сергей Коленов
В работе использовали образцы четырех парантропов из Южной Африки
Научная группа из десяти стран выполнила масс-спектрометрический анализ протеомов зубной эмали четырех особей южноафриканских плейстоценовых гоминин возрастом около двух миллионов лет. Это позволило определить их пол, а также подтвердить таксономическое положение и значительную внутривидовую вариабельность. Препринт статьи доступен на ресурсе bioRxiv. Эволюционные и таксономические взаимоотношения вымерших африканских гоминин значительно затруднено, во многом из-за отсутствия молекулярных данных. По морфологическим признакам не всегда удается даже определить, обусловлены наблюдаемые вариации половым диморфизмом, или принадлежностью к разным видам или подвидам. Для жившего около 2,8–1 миллиона лет назад в Южной Африке Paranthropus robustus, родственного австралопитекам или принадлежавшего к ним, филогенетические отношения с другими таксонами и природа внутривидовой вариабельности остаются предметом дискуссий. В частности, большинство исследователей считают Paranthropus монофолетическим таксоном, однако морфологические сходства между южноафриканскими P. robustus и Australopithecus africanus, а также восточноафриканскими P. aethiopicus и Au. afarensis указывают на возможность парафилии или даже межвидового скрещивания. В то же время, значительная вариабельность эмалево-дентинного соединения в зубах может быть признаком таксономической неоднородности P. robustus. Высокоточные ответы на подобные вопросы дает анализ древней ДНК, однако ее не удавалось успешно добыть из образцов африканских гоминин старше 18 тысяч лет. Поэтому исследователи из Великобритании, Германии, Дании, Испании, Канады, Кении, Норвегии, США, Франции и Южной Африки под руководством Йеспера Ольсена (Jesper Olsen), Ребекки Акерманн (Rebecca Ackermann) и Энрико Капеллини (Enrico Cappellini) воспользовались анализом протеома зубной эмали, фрагменты которого сохраняются значительно дольше (раньше их удавалось получить из окаменелостей гигантопитека, денисовца, Homo antecessor из Атапуэрки и Homo erectus из Дманиси). В работе авторы использовали четыре образца зубной эмали, предположительно принадлежащих разным P. robustus, из старейших отложений Сварткранса в Колыбели человечества на севере ЮАР возрастом 1,8–2,2 миллиона лет. Из них извлекли аминокислотные фракции и исследовали их жидкостной хроматографией с высокопроизводительной тандемной масс-спектрометрией. Получилось от 4600 до 8500 совпадений пептидного спектра, покрывающих от 540 до 780 аминокислотных позиций (425 у четырех особей совпадали) из 8–10 специфичных для эмали белков. Некоторые из них — ALB, AMELX, COL17A1, ENAM и MMP20 — были найдены во всех образцах. Результаты удалось воспроизвести в независимой протеомной лаборатории. На подлинность восстановленных последовательностей указывали степень гидролиза пептидных связей, характерная для функционирования эмали как замкнутой системы; схожие аминокислотные профили во всех образцах без значимого количества стороннего материала; диагенетические изменения аминокислот, соответствующие возрасту и географии, а также характерные для палеоантропологического материала паттерны фрагментации пептидов. Особи SK 850 и SK 835 были однозначно идентифицированы как самцы парантропа, поскольку содержали множественные пептиды, специфичные для белка AMELY, ген которого расположен в половой Y-хромосоме. По соотношению AMELX из X-хромосомы и AMELY в общей подборке, а также морфологическим признакам оставшихся особей SK 830 и SK 14132 определили как самок. Попытка филогенетической реконструкции по полученным молекулярным данным показала, что четыре изученных образца Paranthropus ближе к кладе Homo, чем к любым другим приматам: у них обнаружили 17 специфичных для гоминид однонуклеотидных полиморфизмов, лишь у двух их которых (COL17A1-636 и ENAM-137) аллельное состояние отличалось от людей современного типа, неандертальцев и денисовцев. Реконструкция филогенетического дерева методом максимального правдоподобия и байесовского анализа определила Paranthropus как внешнюю группу по отношению к кладе сапиенсов, неандертальцев и денисовцев. Все вместе эти виды формируют более крупную кладу, не включающую никаких других современных гоминид. При этом SK 850, SK 14132 и SK 830 оказались филогенетически крайне близки, а SK 835 был от них более отдален. Эти результаты валидировали с использованием альтернативных подходов и референтных баз данных. Дополнительный морфометрический анализ эмалево-дентинного соединения двух лучше сохранившихся образцов — SK 835 и SK 830 — однозначно показал, что они принадлежат Paranthropus и отличаются от Australopithecus и ранних Homo. При этом они значительно отличались друг от друга и имели сходства с другими группами парантропов, что свидетельствует о высокой внутривидовой вариабельности P. robustus. Полученные данные демонстрируют информативность восстановления белков зубной эмали раннеплейстоценовых африканских гоминин и возможность с их помощью различать половой диморфизм и таксономические отличия, пишут авторы работы. В 2020 году немецкие исследователи представили данные компьютерного моделирования черепов двух детенышей афарских австралопитеков. Оно позволило сделать вывод, что их мозг был структурно похож на обезьяний, но развивался так же долго, как человеческий, что ставит под сомнение существовавшие гипотезы по этому поводу.