Полиптериды - странные и загадочные африканские рыбы, которые озадачили биологов с тех пор, как они были обнаружены во время экспедиции Наполеона в Египет в конце 1700-х годов.
Часто называемые живыми ископаемыми, эти угреподобные неудачники имеют легкие и мясистые грудные плавники, костные пластины и толстую чешую, напоминающую о древних ископаемых рыбах, а также уникальные флагообразные плавники на спине.
В течение нескольких десятилетий ученые помещали полиптерид у основания генеалогического древа лучеперых рыб, большая группа которых, как считается, возникла около 385 миллионов лет назад.
Но новое исследование, в котором использовалась компьютерная томография для изучения трехмерных сохранившихся черепов ископаемых рыб, встряхивает генеалогическое древо рыб, делая вывод, что появление полиптерид произошло намного позже, чем предполагали исследователи. Полученные данные также свидетельствуют о том, что происхождение всех современных лучеперых рыб могло произойти на десятки миллионов лет позже, чем принято считать.
Международную исследовательскую группу возглавил Сэм Джайлз из Оксфордского университета, в ее состав входит палеонтолог Мичиганского университета Мэтт Фридман. Статья с кратким изложением результатов запланирована к публикации 30 августа в журнале Nature.
Это вызывает встряску в генеалогическом древе рыб, что указывает на то, что предок, общий для всех лучеперых рыб, жил на десятки миллионов лет позже, чем считалось ранее, возможно, после массового вымирания около 360 миллионов лет. лет назад это уничтожило многие другие группы», - сказал Фридман, помощник куратора Музея палеонтологии Университета Мексики и доцент кафедры наук о Земле и окружающей среде.
Рыбы с лучистыми плавниками составляют около половины всех позвоночных животных на Земле. На каждый вид млекопитающих, птиц, рептилий и амфибий на суше приходится свой вид костистых рыб в океане.
Полиптериды включают около дюжины видов африканских рыб, называемых бичирами, и один вид верёвочных рыб. Они долгое время не поддавались классификации, но, по общему мнению, являются самыми примитивными из ныне живущих лучеперых рыб, отделенными от других современных групп множеством давно вымерших ископаемых рыб.
Но новое исследование КТ перемещает полиптерид на эволюционное дерево рыб, так что они «аккуратно прилегают друг к другу, ближе к другим живым лучеперым рыбам, отбрасывая ряд ископаемых лучеперых на более отдаленную ветвь эволюционного пути». дерево», - сказал Джайлз из Оксфорда, первый автор статьи в Nature.
"Эти результаты меняют наше представление о том, когда эволюционировала самая большая живая группа позвоночных, и позволяют нам сгладить множество недостатков в нашем понимании последовательности эволюционных событий."
Постоянной загадкой о полиптеридах было отсутствие ранних ископаемых свидетельств. Древнейшим ископаемым полиптеридам всего 90 миллионов лет, оставляя в летописи окаменелостей пробел более чем в четверть миллиарда лет. Если полиптериды действительно существуют, как считали древние ученые, то где ископаемые доказательства?
Чтобы получить некоторые ответы, исследователи изучили компьютерную томографию высокого разрешения (КТ) Fukangichthys, ископаемой рыбы возрастом 230 миллионов лет из Китая, которая принадлежит к широко распространенной группе ископаемых рыб, называемых сканилепиформами.
Анализ физических характеристик трехмерно сохранившихся черепов Фукангихтис, а также изучение последовательностей ДНК из 12 генов показали, что сканилепиформы на самом деле являются древними родственниками полиптерид. Scanilepiforms возникли в триасовый период, от 252 до 201 миллиона лет назад, когда первые динозавры эволюционировали на суше.
«Хотя это открытие расширяет летопись окаменелостей полиптерид, оно также имеет некоторые неожиданные последствия», - сказал Фридман из UM.«Это показывает, что многие особенности полиптерид вовсе не примитивны, а скорее являются специализациями, которые развились в их истории позже».
Сказал Джайлз из Оксфорда: «Полиптериды, по-видимому, претерпели несколько поворотов в своей эволюции, что омрачило представление об их положении в генеалогическом древе рыб. Wi-Fi. Мы знаем, что это новейший телефон, но его характеристики могут навести нас на мысль, что это более старая модель."
Это изменение положения полиптерид посылает ударные волны по генеалогическому древу рыб и предполагает, что лучеперые рыбы могли появиться на десятки миллионов лет позже, чем предполагали ученые, около границы между девонским и каменноугольным периодами около 360 г. миллионов лет назад.
«Подобные анализы являются мощными инструментами и показывают, что палеонтология не всегда полагается на открытие новых окаменелостей», - сказал Джайлз.«Повторное исследование старых окаменелостей с использованием новых методов так же важно для оживления нашего понимания эволюции позвоночных».
Другими авторами статьи в Nature являются Гуанг-Хуэй Сюй из Китайской академии наук и Томас Нир из Йельского университета.
Джайлза поддержали стипендия для младших исследователей Крайст-Черч, Оксфорд, и стипендия L'Oréal-ЮНЕСКО для женщин в науке. Сюй получил поддержку Национального фонда естественных наук Китая. Ниа был поддержан Национальным научным фондом США и Океанографическим фондом Бингема из Музея естественной истории Пибоди в Йельском университете. Фридман был поддержан премией Филипа Леверхалма и грантом Leverhulme Trust Project, а также Департаментом наук о Земле и окружающей среде UM, Музеем палеонтологии и Колледжем литературы, науки и искусств..