Плавники и конечности рассказывают эволюционную историю
Около 400 миллионов лет назад наши ранние предки сделали первые неуверенные шаги из первобытных морей на сушу. Но как именно они передвигались? Этот вопрос исследует профессор биологии Университета Джорджа Вашингтона Сэнди Кавано в своей новой лаборатории «Плавники и Конечности».
Используя современные технологии, такие как высокоскоростные камеры, 3D-моделирование и даже роботов, доктор Кавано изучает, как животные перемещаются в разных средах. Её работа помогает разгадать эволюционные загадки, например, как позвоночные вышли на сушу.
Учёные долгое время считали, что ранние тетраподы (четвероногие) выползали из воды, двигая конечностями как саламандры. Однако, по словам Кавано, «палеонтология пережила цифровую революцию», и новые данные, включая переанализ окаменелостей из Гренландии и наблюдения за современными животными, ставят эту теорию под сомнение.
Вывод её исследований: некоторые из самых ранних тетраподов не могли отталкиваться от земли задними конечностями, как саламандры.
Ключ к разгадке — илистый прыгун
Для понимания адаптации к суше Кавано указывает на африканскую рыбку илистого прыгуна. Это один из немногих современных видов, который, как полагают, двигается схожим с первыми наземными позвоночными образом.
Прыгун не ходит, а тянет своё тело по земле с помощью передних конечностей (похожих на нечто среднее между плавниками и лапами), практически не используя задние.
Для изучения этого движения междисциплинарная команда (биологи, физики, инженеры) создала робота-«грязевого бота», повторяющего движения прыгуна, и использует высокоскоростную видеосъёмку живых особей и саламандр.
Значение исследований
Разгадка того, как тетраподы сделали первые шаги, важна не только для эволюционной биологии. Она помогает понять, как животные преодолевают меняющиеся среды, включая ландшафты, изменённые изменением климата. Изучение анатомии и движения также может дать представление о проблемах человеческого тела, от боли в коленных суставах до болей в спине.
«Самое захватывающее в науке то, что чем больше новых доказательств мы находим, тем больше новых вопросов открываем», — говорит доктор Кавано.