Первые палеозойские челюсти оказались самыми удачными
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.
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.
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.
Telegram 
Дзен 
VK Кит живет двести лет, умеет пробивать головой полуметровый лед и поет океанский джаз голосом несмазанной дверной петли. Охотоморские гренландские киты — это не просто многотонные ледоколы. Это древние узники, которые остались жить в Охотском море со времен последнего оледенения. Это счастливцы, которые смогли пережить гарпуны китобоев XIX-XX веков, но сегодня уязвимы не меньше. Чтобы спасти этих поразительных китов, российским ученым и команде фонда «Природа и люди» приходится: считать хвосты, читать биографии по шрамам, прятать подростков от хищников, стрелять (спутниковыми метками) с парамоторов и тяжелых дронов. Рассказываем, как устроена жизнь гренландских китов России и кто помогает им не исчезнуть навсегда с лица планеты.
Деревья растут и люди стареют не потому, что идет время, а из-за происходящих внутри них процессов. Но можно ли сказать, что именно эти процессы порождают время? Ученый создал маленькую Вселенную, в которой дела обстоят именно так.
Ученые выяснили, что золото владеет уникальной «техникой самообороны», которая защищает его от потускнения. Оказалось, атомы на поверхности этого металла способны самостоятельно перестраиваться в особые защитные структуры. Такой невидимый барьер блокирует контакт с кислородом и подавляет процесс окисления в триллион раз эффективнее, чем поверхность любого другого металла.
Кит живет двести лет, умеет пробивать головой полуметровый лед и поет океанский джаз голосом несмазанной дверной петли. Охотоморские гренландские киты — это не просто многотонные ледоколы. Это древние узники, которые остались жить в Охотском море со времен последнего оледенения. Это счастливцы, которые смогли пережить гарпуны китобоев XIX-XX веков, но сегодня уязвимы не меньше. Чтобы спасти этих поразительных китов, российским ученым и команде фонда «Природа и люди» приходится: считать хвосты, читать биографии по шрамам, прятать подростков от хищников, стрелять (спутниковыми метками) с парамоторов и тяжелых дронов. Рассказываем, как устроена жизнь гренландских китов России и кто помогает им не исчезнуть навсегда с лица планеты.
Ученые выяснили, почему интервальное голодание для многих оказывается эффективнее обычных диет. Исследование показало, что ограничение времени для приема пищи избавляет худеющего от изнуряющего ощущения жесткого контроля и при этом позволяет сбросить ровно столько же, сколько при скрупулезном подсчете калорий.
Деревья растут и люди стареют не потому, что идет время, а из-за происходящих внутри них процессов. Но можно ли сказать, что именно эти процессы порождают время? Ученый создал маленькую Вселенную, в которой дела обстоят именно так.
Вселенная может оказаться «замкнутой» глобальной структурой, где свет от далеких галактик способен возвращаться к наблюдателю с разных направлений. Именно такой сценарий не удалось исключить авторам нового масштабного обзора. Проверить его предсказания астрономы смогут уже в ближайшие годы.
Ученые впервые на молекулярном уровне доказали, что обычная вода одновременно состоит из двух разных жидких состояний — более плотного и менее плотного, которые непрерывно сменяют друг друга. Раз молекулярная «двойственность» действительно существует, это подтверждает спорную 30-летнюю гипотезу. Новое открытие поможет, наконец, объяснить десятки «странных» физических аномалий воды, включая ее расширение при замерзании и парадоксальное изменение вязкости под давлением.
Американские ветеринары установили, что длина шага передних лап у пожилых собак отражает возрастные изменения в работе мозга. Когда у собак развивается деменция, шаги их передних лап становятся короче, причем эта связь не зависит от хронической боли в суставах.
Вы попытались написать запрещенную фразу или вас забанили за частые нарушения.
Понятно
Что-то в вашем комментарии показалось подозрительным, поэтому перед публикацией он пройдет модерацию.
Понятно
Из-за нарушений правил сайта на ваш аккаунт были наложены ограничения. Если это ошибка, напишите нам.
Понятно
Наши фильтры обнаружили в ваших действиях признаки накрутки. Отдохните немного и вернитесь к нам позже.
Понятно
Мы скоро изучим заявку и свяжемся с Вами по указанной почте в случае положительного исхода. Спасибо за интерес к проекту.
Понятно
Последние комментарии