Ходячие рыбы показывают, как наши предки вышли на сушу

Около 400 миллионов лет назад группа рыб начала осваивать сушу и эволюционировала в тетраподов — современных амфибий, рептилий, птиц и млекопитающих. Однако то, как эти древние рыбы использовали свои плавники на суше и какие эволюционные процессы были задействованы, остаётся научной загадкой.

Исследователи из Университета Макгилла, опубликовавшие работу в журнале Nature, обратились к современной рыбе Polypterus, чтобы понять, что могло происходить, когда рыбы впервые пытались выйти из воды. Polypterus — африканская рыба, которая может дышать воздухом, «ходить» по суше и внешне похожа на тех древних рыб, которые эволюционировали в тетраподов. Команда вырастила молодых особей Polypterus на суше почти год, чтобы увидеть, чем эти «одомашненные на суше» рыбы будут отличаться по строению и движению.

«Стрессовые условия среды часто могут выявить скрытые анатомические и поведенческие вариации — форму развивающейся пластичности», — говорит Эмили Стэнден, руководившая проектом. «Мы хотели использовать этот механизм, чтобы увидеть, какие новые анатомические черты и модели поведения мы можем вызвать у этих рыб, и соответствуют ли они данным палеонтологической летописи».

Заметные анатомические изменения

У рыб произошли значительные анатомические и поведенческие изменения. «Наземные» рыбы ходили эффективнее: ставили плавники ближе к телу, выше поднимали голову, и их плавники меньше скользили по сравнению с рыбами, выращенными в воде. «Их грудной скелет стал более вытянутым, с более прочными связками в грудной области — возможно, для лучшей поддержки при ходьбе, — и с уменьшенным контактом с черепом, что потенциально позволило увеличить подвижность головы и шеи», — говорит Трина Ду, соавтор исследования.

«Поскольку многие анатомические изменения отражают палеонтологическую летопись, мы можем предположить, что наблюдаемые поведенческие изменения также отражают то, что могло происходить, когда ископаемые рыбы впервые ступили на сушу», — отмечает Ханс Ларссон.

Уникальный эксперимент

Эксперимент с «одомашненным на суше» Polypterus уникален и даёт новые представления о том, как ископаемые рыбы могли использовать плавники в наземной среде и какие эволюционные процессы были задействованы.

Ларссон добавляет: «Это первый известный нам пример, демонстрирующий, что развивающаяся пластичность могла способствовать крупномасштабному эволюционному переходу, сначала обеспечив доступ к новым анатомическим структурам и типам поведения, которые впоследствии могли быть генетически закреплены естественным отбором».