Полиптериды: «живая окаменелость» оказалась не такой уж старой

КТ-анализ черепа древней рыбы Fukangichthys показал ее родственную связь с ныне живущим семейством многоперов (Polypteridae), что вызвало подвижки на эволюционном дереве лучеперых рыб. Этот огромный класс позвоночных оказался на десятки миллионов лет "моложе", чем считалось ранее.

Полиптериды (многоперые, или Polypteridae) – это странные и загадочные африканские рыбы. Они были обнаружены во время экспедиции Наполеона в Египет в конце 1700-х годов. Полиптериды все еще недостаточно изучены и ставят биологов в тупик самим фактом своего существования. Часто называемые «живыми окаменелостями», они имеют легкие и сильные грудные плавники, костные пластины и толстые чешуйки, как у многих ископаемых рыб, а также присущие только этому виду фальшивые плавники вдоль спины.

Несколько десятилетий назад ученые определили полиптеридам место в основании генеалогического дерева лучеперых рыб, крупнейшего класса. этот класс возник, как считалось, около 385 млн лет назад. Но новое исследование, КТ-сканирование сохранившихся черепов ископаемых рыб, полностью перевернуло представления о происхождении многоперых. Согласно новым данным, они появились гораздо позже. Также и родословная всех современных лучеперых рыб (их свыше 20 000 видов), возможно, укоротилась на десятки миллионов лет.

Международную исследовательскую группу возглавил Сэм Джайлс из Оксфордского университета и Мэтт Фридман из Мичиганского университета. Результаты этого важного исследования опубликованы в Nature 30 августа 2017 года.

«Это настоящая встряска генеалогического дерева лучеперых рыб. Новые данные показывают, что общие предки всех лучеперых рыб жили позже на десятки миллионов лет, чем все думали раньше. Возможно, выделение класса лучеперых произошло после массового вымирания, случившегося 360 млн лет назад», - говорит Фридман, помощник куратора в Музее палеонтологии Мичиганского университета и доцент кафедры наук о Земле и окружающей среде.

Лучеперые рыбы составляют примерно половину всех животных на Земле. На каждый вид млекопитающих, птиц, рептилий и земноводных на суше, в океане приходится как минимум один вид костной рыбы.

Полиптериды - это всего около дюжины видов, проживающих в тропической Африке. Семейство включает гвинейского, сенегальского, западноафриканского и нильского многопера (бихира), еще несколько районированных разновидностей. Также в группу входит вымерший Фараонов многопер, живший в позднем миоцене в озере Чад. Многоперы всегда считались самыми примитивными и архаичными представителями класса лучеперых. Считалось, что они отделены от современных представителей класса многими поколениями и видами давно вымерших ископаемых рыб.

Но новое исследование КТ репозиционирует полиптеридов на эволюционном дереве рыб. Теперь они «аккуратно устроились ближе к другим живыми лучеперым рыбам, оттолкнув назад ряд ископаемых Actinopterygii», - говорит Оксфорд Джайлс, основной автор статьи в Nature и руководитель исследования, - «Эти результаты меняют наши представления о развитии самой большой на планете живой группы позвоночных и позволяют нам сгладить многие шероховатости в последовательности эволюционных событий».

Загадка многоперов заключалась в отсутствии ранних доказательств их существования в виде окаменелостей. Самые старые ископаемые полиптериды датированы всего 90 млн лет назад. И это оставляло в летописи окаменелостей пробел в четверть миллиарда лет. Если полиптериды действительно так стары, как полагали раньше, то где же ископаемые доказательства?

Чтобы разрешить сомнения, исследователи сделали высокоточную компьютерную томографию (КТ) ископаемому Fukangichthys. Эта рыба из позднего триасового периода была обнаружена в Китае. Ей 230 млн лет, и она относится к широко распространенной группе ископаемых рыб под названием scanilepiforms.

Анализ физических и морфологических характеристик объемного хорошо сохранившегося черепа Фукандихтиса, а также исследование ДНК-последовательностей из 12 его генов показали, что scanilepiforms являются древними кузенами полиптерид. Scanilepiforms возникли в триасовый период, 250 - 200 млн лет назад. В это же время первые динозавры эволюционировали на суше.

«Хотя этот вывод уточняет и пополняет наш багаж знаний о полиптеридах, он также имеет некоторые неожиданные последствия», - замечает Фридман, - «Исследование показывает, что многие черты полиптерид вовсе не примитивны. Они развились в поздние периоды эволюции многоперов и являются специализациями, лишь напоминающими особенности примитивных организмов».

Другой участник исследовательской группы, Саид Дэйлс из Оксфорда, говорит: «Полиптериды, как представляется, подверглись нескольким крутым разворотам в своей эволюции. Это сбило с толку исследователей и послужило причиной того, что семейство заняло неподобающее место на своем родословном дереве».

Перепозиционирование полиптерид не прошло бесследно для большинства других видов класса лучеперых. Оно, как ударная волна, вызвало сдвиг во всем семейном дереве, сместив появление класса на десятки миллионов лет к современности. Теперь предполагаемым моментом появления лучеперых следует считать границу между девонским и каменноугольным периодами, то есть, около 360 млн лет назад.

Подобные анализы являются мощными инструментом познания истории Земли и прочтения летописи окаменелостей. Они показывают, что иногда новые методы исследования старых образцов могут дать палеонтологии больше, чем открытие новых. Повторное изучение окаменелостей новыми методами важно для оживления нашего понимания эволюции позвоночных.

Поделиться с друзьями: