Окаменелость древней рыбы Elpistostege, найденная в Мигуаше, Канада, открыла новое понимание того, как человеческая рука развилась из рыбьих плавников.
Международная группа палеонтологов из Университета Флиндерс в Австралии и Университета Квебека в Римуски в Канаде обнаружила, что образец рыбы, как описано в журнале Nature, обнаружил недостающее эволюционное звено в переходе от рыбы к четвероногому, как рыба начала совершать набеги на такие места обитания, как мелководье и суша, в позднедевонский период миллионы лет назад.
Эта полная рыба длиной 1,57 метра впервые демонстрирует полный скелет руки (грудного плавника) среди эльпистостегальных рыб. Используя компьютерную томографию с высокой энергией, скелет грудного плавника выявил наличие плечевой кости (рука), лучевой и локтевой костей (предплечье), рядов запястья (запястье) и фаланг, организованных в виде пальцев (пальцы).
«Сегодня мы объявляем в журнале Nature о нашем открытии полного экземпляра четвероногой рыбы, называемой Elpistostege, которая раскрывает необычайно новую информацию об эволюции руки позвоночных», - говорит стратегический профессор палеонтологии во Флиндерсе. Профессор университета Джон Лонг.
"Это первый случай, когда мы однозначно обнаружили пальцы, запертые в плавнике с плавниковыми лучами, у какой-либо известной рыбы. Сочленяющиеся пальцы в плавнике похожи на кости пальцев рук большинства животных."
"Эта находка отодвигает происхождение пальцев у позвоночных на уровень рыб и говорит нам о том, что паттерн руки позвоночных был впервые разработан глубоко в процессе эволюции, как раз перед тем, как рыбы покинули воду."
Эволюция рыб в четвероногих - четвероногих позвоночных, к которым принадлежит человек, - была одним из самых значительных событий в истории жизни.
Позвоночные (позвоночные животные) тогда смогли покинуть воду и завоевать сушу. Чтобы завершить этот переход, одним из наиболее значительных изменений стала эволюция рук и ног.
Чтобы понять эволюцию от рыбьего плавника к конечности четвероногих, палеонтологи изучают окаменелости лопастных рыб и четвероногих среднего и верхнего девона (393-359 миллионов лет назад), известных как «эльпистостегалы»..
К ним относится известный тиктаалик из арктической Канады, известный только по неполным экземплярам.
Соавтор Ричард Клотье из Университета Квебека в Римуски говорит, что за последнее десятилетие окаменелости, свидетельствующие о переходе от рыб к четвероногим, помогли лучше понять анатомические преобразования, связанные с дыханием, слухом и питанием как средой обитания. превратились из воды в сушу на Земле.
"Происхождение пальцев связано с развитием у рыбы способности выдерживать свой вес на мелководье или во время коротких выходов на сушу. Увеличенное количество мелких костей в плавнике позволяет распространять больше плоскостей гибкости. его вес через плавник."
Другие особенности, выявленные исследованием в отношении структуры плечевой кости или плечевой кости, которые также демонстрируют присутствующие черты, общие с ранними земноводными. Elpistostege не обязательно является нашим предком, но он ближе всего к нам настоящее «переходное ископаемое», промежуточное звено между рыбами и четвероногими».
Elpistostege был крупнейшим хищником, обитавшим в мелководной морской и эстуарной среде обитания в Квебеке около 380 миллионов лет назад. Во рту у него были мощные острые клыки, поэтому он мог питаться несколькими более крупными вымершими лопастными рыбами, найденными в окаменелостях в тех же отложениях.
Фон
Elpistostege первоначально был назван в честь небольшой части крыши черепа, найденной в ископаемых скалах Национального парка Мигуаша, Квебек, и описанной в 1938 году как принадлежащая раннему четвероногому.
Еще одна часть черепа этого загадочного зверя была обнаружена и описана в 1985 году, что свидетельствует о том, что это действительно была развитая рыба с кистеперыми плавниками. Замечательный новый полный образец Эльпистостеге был обнаружен в 2010 году.
Тщательная подготовка нового образца и компьютерная томография окаменелости были проведены в Квебеке в 2010 году. Профессор Клотье работал с Изабель Бешар над первоначальной интерпретацией данных сканирования, а Винсент Рой и Роксана Ноэль занимались анализом позвоночника. и плавниковые конструкции.
Сотрудничество с профессором Джоном Лонгом и командой Университета Флиндерса началось в 2014 году. Доктор Элис Клемент продолжила работу по компьютерной томографии, которая выявила детали пальцев на плавнике. Профессор Майк Ли проанализировал филогенетические данные, чтобы продемонстрировать, что Elpistostege в настоящее время является самой эволюционно «продвинутой» из известных рыб, на один узел ниже всех четвероногих. Исследование было завершено в 2019 году, когда профессор Ричард Клотье провел 6 месяцев в творческом отпуске в качестве приглашенного международного научного сотрудника Университета Флиндерса.
Это исследование финансировалось Исследовательской лабораторией палеонтологии и эволюционной биологии UQAR (Power Corporation Inc.). Мы благодарим Национальный парк Мигуаша (MHNM) за предоставление образца и особую возможность работать над этим материалом.