• Добавить в закладки
  • Facebook
  • Twitter
  • Telegram
  • VK
  • Печать
  • Email
  • Скопировать ссылку
21.03.2022
Михаил Орлов
2
10 463

Первые палеозойские челюсти оказались самыми удачными

2.6

Важным прорывом в эволюции позвоночных стало появление челюстей, а также связанной с ними способности откусывать и жевать. В новом исследовании палеонтологи разобрались с возникновением этой важной части скелета и первыми этапами ее развития.

Dunkleosteus был огромным хищником с мощными челюстями, но без зубов
Dunkleosteus был огромным хищником с мощными челюстями, но без зубов / © RIchard Benning / Автор: Pinaria Caprarius

Почти все современные позвоночные — будь то млекопитающие, птицы, рептилии, амфибии, хрящевые или костные рыбы — имеют нижнюю челюсть, которая нужна для откусывания и пережевывания. Однако миноги и другие круглоротые, самые примитивные из современных позвоночных, челюстей лишены.

Поначалу челюстей не было ни у кого — самые древние позвоночные в этом отношении напоминали примитивных миног. Не слишком продвинутыми этих бесчелюстных делает и, скажем, отсутствие миелина, необходимого для быстрого проведения импульса в нервной ткани.

В то же время первые позвоночные имели жабры, благодаря которым они могли дышать под водой. Те, в свою очередь, были снабжены костными опорами — жаберными дугами. Именно эти кости в какой-то момент смогли изменить свою функцию и стать основой для первых челюстей.

«Челюсти — чрезвычайно важная часть тела гнатостомат, то есть челюстных животных, — рассказал Вильям Дикин (William Deakin), аспирант Университета Бристоля (Великобритания) и один из авторов нового исследования. — Они не просто широко распространены: челюсти есть почти у всех и всегда используются с одной и той же целью — для захвата и переработки пищи. Этого нельзя сказать, к примеру, о передних или задних конечностях и хвосте, которые могут иметь самое разное назначение».

Поэтому Уильям считает челюсти исключительно ценным объектом эволюционных исследований. Действительно, эту часть черепа разных позвоночных можно охарактеризовать с помощью строго определенных и универсальных параметров — а значит, и объективно сравнивать.

Первые позвоночные напоминали современную миногу, которая не имеет челюстей / © Rainmaker1973

Чтобы разобраться с этим вопросом, авторы новой статьи в журнале Science Advances рассмотрели 121 вид древних позвоночных, описав 45 различных параметров челюстей каждого из них. Речь прежде всего о так называемых плакодермах, или панцирных рыбах — а именно, о тех, что жили в морях в конце силурийского и девонском периодах палеозойской эры. Довольно скоро плакодермы полностью вымерли. Стоит отметить, что, несмотря на внешнее сходство, этих животных нельзя назвать родственниками «настоящих» рыб — наших современников.

Среди рассмотренных видов есть и знаменитый дунклеостей (Dunkleosteus), внушительные челюсти которого могли раздробить самые прочные кости. И это несмотря на отсутствие зубов: их ему заменяли острые края костей.

Авторы исследования применили сложные математические модели и анализ данных, чтобы выделить наиболее важные для эволюции параметры челюстного аппарата. Они даже создали большой набор моделей «гипотетических челюстей» и построили пространство морфологических признаков, с помощью которого количественно описали и сравнили все это многообразие.

Палеонтологи сделали вывод, что самые древние челюсти были хорошо приспособлены для быстрого захлопывания и имели высокую прочность. Следовательно, их обладатели были хищниками. Любопытно, что самыми удачными конструкциями оказались наиболее древние. В дальнейшем, по мере появления все новых систематических групп, челюстной аппарат быстро изменялся и порой терял оптимальное устройство.

Помимо этого, эволюционное расхождение позвоночных поставило их перед выбором: животные должны были «предпочесть» либо сильные, либо быстро захлопывающиеся челюсти. Впоследствии эта дилемма повлияла на эволюционное развитие многих позвоночных.

Нашли опечатку? Выделите фрагмент и нажмите Ctrl + Enter.
Подписывайтесь на нас в Telegram, Яндекс.Новостях и VK
Предстоящие мероприятия
Позавчера, 11:32
Александр Березин

Falcon 9 Block 5 впервые за три сотни запусков дал частично неудачный полет. Ракета выводила 20 спутников компании SpaceX, с 15 связь уже пропала, еще пять могут быть потеряны в ближайшее время.

Сегодня, 11:29
Татьяна

Все клеточные организмы ученые ведут от гипотетического предка — LUCA. Существует масса предположений и расчетов о том, как он был устроен, где и когда возник. В новой работе исследователи из Великобритании попытались ответить на эти вопросы.

Позавчера, 14:55
Татьяна

Американские астронавты давно жалуются на систему ассенизации в скафандрах, которая представляет собой просто большой подгузник. Хватает его максимум на восемь часов, есть риск развития опрелостей и инфекций. К тому же в костюме мало запасов питьевой воды. Чтобы решить эти проблемы, ученые предложили более эффективный способ утилизации продуктов метаболизма.

Позавчера, 11:32
Александр Березин

Falcon 9 Block 5 впервые за три сотни запусков дал частично неудачный полет. Ракета выводила 20 спутников компании SpaceX, с 15 связь уже пропала, еще пять могут быть потеряны в ближайшее время.

10 июля
Татьяна

Ученые из Китая проанализировали состав древнейших цирконов с помощью машинного обучения. В этих минералах хранится информация о процессах в недрах планеты. По мнению авторов нового исследования, все указывает на то, что перемещения плит в литосфере происходили уже в катархее, 4,2 миллиарда лет назад, то есть гораздо раньше предыдущих оценок.

8 июля
Полина Меньшова

Ученые из Великобритании предложили психофизиологическую модель, объясняющую, как именно физические упражнения облегчают симптомы депрессии. Особенно она применима к аэробной нагрузке, например ходьбе, подъему по лестнице, бегу.

25 июня
Игорь Байдов

Ученые из Китая и Бельгии воссоздали в лаборатории условия, существовавшие на Меркурии четыре миллиарда лет назад, и выяснили, что они были идеальными для образования слоя алмазов, который с течением времени становился лишь толще.

21 июня
Nadya

Земля начала формироваться примерно 4,5 миллиарда лет назад. Чтобы понять, как это происходило в ранние периоды развития нашей планеты, ученые ищут образцы древних горных пород. Одну из таких, возрастом почти 3,5 миллиарда лет, обнаружили рядом с городом Колли в Австралии.

1 июля
Александр Березин

Необычный биологический вид, по оценке авторов новой научной работы, пригоден для заселения четвертой планеты без каких-либо предварительных условий — уже в том виде, в котором он существует сейчас. Поскольку речь идет о фотосинтетическом организме, он способен нарабатывать существенное количество кислорода. Интересно, что кандидат на терраформирование Марса сохранил жизнеспособность после месяца в жидком азоте.

[miniorange_social_login]

Комментарии

2 Комментария
-
0
+
"Довольно скоро плакодермы полностью вымерли. Стоит отметить, что, несмотря на внешнее сходство, этих животных нельзя назвать родственниками «настоящих» рыб — наших современников" - если я правильно понял, из этого следует, что челюсти в разных группах рыб возникли несколько раз, независимо друг от друга?
Подтвердить?
Подтвердить?
Причина отклонения
Подтвердить?
Не получилось опубликовать!

Вы попытались написать запрещенную фразу или вас забанили за частые нарушения.

Понятно
Жалоба отправлена

Мы обязательно проверим комментарий и
при необходимости примем меры.

Спасибо
Аккаунт заблокирован!

Из-за нарушений правил сайта на ваш аккаунт были наложены ограничения. Если это ошибка, напишите нам.

Понятно
Что-то пошло не так!

Наши фильтры обнаружили в ваших действиях признаки накрутки. Отдохните немного и вернитесь к нам позже.

Понятно
Лучшие материалы
Войти
Регистрируясь, вы соглашаетесь с правилами использования сайта и даете согласие на обработку персональных данных.
Ваша заявка получена

Мы скоро изучим заявку и свяжемся с Вами по указанной почте в случае положительного исхода. Спасибо за интерес к проекту.

Понятно
Ваше сообщение получено

Мы скоро прочитаем его и свяжемся с Вами по указанной почте. Спасибо за интерес к проекту.

Понятно