Учёные нашли ключевые подсказки в эволюции черепах

Исследовательская группа под руководством учёного NYIT Габриэля Бевера установила, что ископаемый вид возрастом 260 миллионов лет, найденный в бассейне Кару в Южной Африке, даёт долгожданное представление о туманном происхождении черепах.

Бевер описывает вымершую рептилию, названную Eunotosaurus africanus, как самую раннюю известную ветвь древа жизни черепах.

"Eunotosaurus — это критически важное звено, связывающее современных черепах с их эволюционным прошлым. Это ископаемое, которое наука искала более 150 лет. Можно думать о нём как о черепахе до того, как у черепах появился панцирь".

Хотя у Eunotosaurus отсутствует характерный черепаший панцирь, его чрезвычайно широкие рёбра и отличительная круглая форма туловища являются первыми указаниями на то, что эта окаменелость представляет важную подсказку в давно неразгаданной тайне: происхождении черепах. В новом исследовании, опубликованном в Nature, Бевер и его коллеги сосредоточили внимание на черепе Eunotosaurus. Их выводы показали, что сложная анатомия черепа содержит убедительные доказательства важной роли Eunotosaurus в глубокой истории эволюции черепах.

"Наши предыдущие исследования показали, что у Eunotosaurus были структуры, которые, вероятно, представляют собой первые шаги в эволюции черепашьего панциря, но этим исследованиям не хватало детального анализа черепа".

Используя высокоразрешающую компьютерную томографию, Бевер в цифровом виде препарировал кости и внутренние структуры нескольких черепов Eunotosaurus, все из которых хранятся в южноафриканских музеях. Затем он включил свои наблюдения в новый анализ древа жизни рептилий. Процесс занял большую часть четырёх лет, но, по словам Бевера, результаты стоили усилий.

"Технологии визуализации дали нам возможность впервые заглянуть внутрь черепа Eunotosaurus, и то, что мы обнаружили, не только проясняет близкое родство Eunotosaurus с черепахами, но и то, как черепахи связаны с другими современными рептилиями".

Одним из ключевых выводов исследования является то, что в черепе Eunotosaurus есть пара отверстий, расположенных позади глаз, которые позволяли мышцам челюсти удлиняться и сокращаться во время жевания. Известное как диапсидное состояние, эта пара отверстий также встречается у ящериц, змей, крокодилов и птиц. Череп современных черепах является анапсидным — без отверстий — с камерой, содержащей мышцы челюсти, полностью окружённой костью.

Различие между анапсидным и диапсидным строением сильно повлияло на давнее представление о том, что черепахи являются остатками древней линии рептилий и не состоят в близком родстве с современными ящерицами, крокодилами и птицами. Новые данные по Eunotosaurus отвергают эту гипотезу.

"Если черепахи близки к другим ныне живущим рептилиям, то мы ожидали бы, что летопись окаменелостей даст ранних родственников черепах с диапсидными черепами. Это ожидание долгое время оставалось невыполненным, но с помощью технологий и большой работы с нашей стороны мы теперь можем сделать хорошо обоснованный и удовлетворительный вывод, что Eunotosaurus — это та самая диапсидная черепаха, обнаружение которой предсказывали более ранние исследования".

Связывая черепах с их диапсидным происхождением, череп Eunotosaurus также показывает, как свидетельства этого происхождения стали скрытыми на более поздних стадиях эволюции черепах.

"Череп Eunotosaurus растёт таким образом, что его диапсидная природа очевидна у молодых особей, но почти полностью скрыта у взрослых. Если бы эта же траектория роста ускорилась у последующих поколений, то первоначальный диапсидный череп предка черепах в конечном итоге был бы заменён анапсидным черепом, который мы и находим у современных черепах".

Хотя новое исследование представляет собой большой шаг к пониманию древа жизни рептилий, Бевер подчёркивает, что это не будет последней главой в науке о происхождении черепах.

"Красота научных открытий в том, что они, как правило, порождают больше вопросов, чем дают ответов, и нам ещё многое неизвестно о происхождении черепах. Какие из других диапсидных групп являются их ближайшими родственниками? Какие экологические условия привели к эволюции панциря и анапсидного черепа черепахи? И какую часть глубокой истории эволюции черепах можно открыть, изучая гены и пути развития современных черепах?"