При выходе на сушу позвоночные «растеряли» кости черепа

Позвоночные животные «выползли» на сушу довольно поздно, около 380 миллионов лет назад, когда на земле уже росли первые леса и жили многочисленные беспозвоночные. В будущем эти примитивные «рыбы с ногами» дали начало всем современным и ископаемым наземным позвоночным, от амфибий до динозавров и человека.

Однако переход от водной к сухопутной стадии нашей эволюции не прошел бесследно: проанализировав кости черепов более 100 видов современных и ископаемых животных, ученые обнаружили, что у «рыб с ногами» черепа значительно отличались от черепов их предков-рыб, причем не только по количеству костей, но и по сложности их соединений.

Согласно выводам авторов исследования, в черепах наземных позвоночных меньше костей, чем у рыб, но простой их подсчет упускает некоторые важные детали. Чтобы этого избежать, они использовали сетевой анализ, при котором отдельной кости не просто присваивается номер, но и записывается, где в черепе она расположена и с какими другими костями соединяется.

Как итог, проанализировав кости черепов первых четвероногих, их предков и потомков, ученые обнаружили, что у наземных позвоночных структура черепа сложнее: поскольку костей меньше, каждая должна соединяться с большим количеством своих соседей. У современных лягушек и саламандр были самые сложные черепа из всех изученных животных, а у древнейших четвероногих, таких как тиктаалик, череп оказался более «слитным», чем у живших в то же время рыб.

Уменьшение количества костей произошло в то же время, что и выход позвоночных на сушу, и в дальнейшем это значительно ограничило эволюцию их черепов: меньше костей — меньше вариантов их форм и размеров. Если у рыб разных эволюционных линий черепа могут отличаться радикально, у наземных позвоночных они все организованы «по единому плану» — далекое наследие наших общих предков, покинувших воду ради жизни на земле.

Исследование опубликовано в журнале Science Advances.