Следы когтистых лап из Австралии сдвинули появление кроновой группы амниот на 35–40 миллионов лет в прошлое

Палеонтологи описали древнейшие отпечатки лап с когтями. Их оставило позвоночное животное на территории современной Австралии в самом начале каменноугольного периода, 354–358,9 миллиона лет назад. По мнению исследователей, оно относилось к амниотам — группе, которая объединяет позвоночных, приспособленных к жизни на суше: рептилий, птиц и млекопитающих. Как отмечается в статье для Nature, находка указывает, что кроновая группа амниот сформировалась на 35–40 миллионов лет раньше, чем принято считать. Она также сдвигает появление кроновой группы тетрапод с начала карбона на поздний девон.

К кладе амниот (Amniota) относятся все ныне живущие четвероногие (Tetrapoda) кроме амфибий — то есть рептилии, птицы и млекопитающие. Представители этой группы обзавелись целым рядом адаптаций, которые позволили им освоить сушу. В частности, благодаря развитию зародышевых оболочек амниоты полностью утратили необходимость возвращаться в водоемы для размножения. Это позволило им занять доминирующее положение в наземных экосистемах и достичь чрезвычайно высокого разнообразия.

Предполагается, что первые амниоты появились в каменноугольном периоде (карбоне), который начался 358,86 миллиона лет назад и закончился 298,9 миллиона лет назад. Согласно филогенетическим реконструкциям, дивергенция кроновой группы этих позвоночных произошла около 319 миллионов лет назад, что соответствует середине карбона. В свою очередь, дивергенция кроновой группы тетрапод произошла около 352 миллионов лет назад, в самом начале каменноугольного периода. Таким образом, тетраподы, вероятно, возникли в раннем карбоне, вскоре после массового вымирания в конце девона, а через 30-35 миллионов лет от них произошли первые амниоты. Палеонтологическая летопись в целом соответствует этим датировкам. В частности, древнейшие окаменелости и следы амниот (Hylonomus и Notalacerta соответственно) датируются средним карбоном, древнейшие окаменелости кроновых тетрапод — ранним карбоном (Balanerpeton), а древнейшие следы кроновых тетрапод — самым началом карбона (Batrachichnus и Palaeosauropus).

Устоявшиеся представления о времени появления тетрапод и амниот оспорила команда палеонтологов под руководством Пера Альберга (Per E. Ahlberg) из Уппсальского университета. Исследователи изучили плиту песчаника шириной около 50 сантиметров, которую два палеонтолога-любителя обнаружили в 2021 году на берегу реки Брокен в австралийском штате Виктория. На поверхности образца возрастом 354–358,9 миллиона лет (соответствует самому началу карбона) сохранились многочисленные следы пятипалых лап (более мелких кистей и более крупных стоп), принадлежавшие одному и тому же древнему животному. Их можно разделить на три группы: изолированный отпечаток стопы, оставленный перед коротким ливнем; и две следовые дорожки, оставленные вскоре после дождя и некоторое время спустя соответственно. Первая из дорожек отпечаталась лучше всего.

Основываясь на промежутках между отпечатками кистей и стоп, Альберг и его коллеги пришли к выводу, что расстояние от плеча до бедра древнего животного составляло около 17 сантиметров. Если оставившее следы существо обладало пропорциями современного полосатого варана (Varanus salvator), то оно достигало примерно 80 сантиметров в длину. Однако наибольшее внимание исследователей привлекли не размеры животного. Судя по отпечаткам лап из обеих следовых дорожек, это существо обладало хорошо развитыми когтями. На первом-четвертом пальцах росли удлиненные когти, а на пятом — очень короткие.

Наличие когтей свидетельствует, что древнее животное, оставившее изученные авторами следы, относилось к кроновой группе амниот. Для сравнения, у амниот из стволовой группы — сеймуриаморф (Seymouriamorpha), диадектид (Diadectidae) и лимносцелид (Limnoscelidae) — когтей не было. Отсутствуют эти структуры и у подавляющего большинства современных амфибий (за исключением некоторых лягушек и саламандр, которые приобрели их независимо от амниот). Находка из Австралии стала также самым древним примеров ископаемых следов с когтями. Ранее таковыми считались отпечатки лап ихнотаксона Notalacerta из среднего карбона Канады (в ходе исследования авторы обнаружили следы, очень похожие на следы Notalacerta, но старше их на восемь миллионов лет, в образце из раннего карбона Польши).

Сравнив отпечатки из Виктории с похожими ихнотаксонами тетрапод, известными по следам лап (Notalacerta, Dromopus, Varanopus и Hylopus), авторы пришли к выводу, что оставившее их существо было либо одним из самых ранних представителей кроновой группы амниот, либо примитивным завропсидом. В независимости от того, какая из этих версий верна, находка свидетельствует, что кроновая группа амниот возникла на 35-40 миллионов лет раньше, чем принято считать: не в середине, а уже в начале карбона. Появление кроновой группы тетрапод, в свою очередь, также следует сдвинуть в прошлое с раннего карбона на конец девона. По грубой оценке исследователей, это событие произошло около 379,7 миллиона лет назад. По словам авторов, принято считать, что в позднем девоне позвоночные только начали осваивать сушу — именно тогда жили элпистостега (Elpistostege) и тиктаалик (Tiktaalik), которых обычно воспринимают в качестве «переходных звеньев» между лопастеперыми рыбами и тетраподами. Однако новая находка свидетельствуют, что в этот период времени уже существовали разнообразные эволюционно продвинутые тетраподы.

Впрочем, следует отметить, что не все коллеги согласны с этими выводами. Например, Стивен Солсбер (Steven Salisbury) и Энтони Ромилио (Anthony Romilio) из Университета Квинсленда, допускают, что животное, следы которого изучили Альберг с соавторами, обладало не настоящими когтями, а всего лишь заостренными пальцами. В таком случае его интерпретация как представителя кроновой группы амниот может быть ошибочной.