В Аргентине нашли древнейшего головастика

Лягушкам, как и некоторым другим позвоночным, свойственен метаморфоз — глубокое преобразование строения организма животных, в результате чего личинка (головастик) превращается во взрослую особь. Превращение происходит в воде. 

Головастик чем-то напоминает небольшую рыбу, чья длина может варьироваться от нескольких миллиметров до нескольких десятков сантиметров (в зависимости от вида). Его тело состоит из головы, туловища и хвоста, появляются жабры. Однако уже через несколько недель жабры у головастика начинают зарастать, пока в какой-то момент не исчезнут совсем. Взамен личинка обзаводится крохотными зубами, спиралевидным кишечником, хордой и двухкамерным сердцем. 

Приблизительно через девять недель у головастика начинают формироваться конечности и исчезает хвост, тело удлиняется, а голова становится более отчетливо выраженной. Еще через пару недель метаморфоз завершается окончательно, появляется полноценная лягушка, которая готова выйти из воды и начать взрослую жизнь.

Такая анатомическая перестройка хорошо известна ученым благодаря изучению современных видов, но отследить эволюцию метаморфоза лягушки непросто. Чтобы это сделать, необходим биологический материал — чем древнее, тем лучше. Самые ранние ископаемые остатки взрослых лягушек, которые нашли палеонтологи, датируются триасовым периодом (начался 252 миллиона лет назад, завершился примерно 201 миллион лет назад). Головастики известны ученым только с мелового периода (145,5-65,5 миллиона лет назад), до сегодняшнего дня возраст самой ранней найденной окаменелости составлял 140 миллионов лет. 

Теперь группа палеонтологов из Аргентины и Китая под руководством Марианы Чуливер (Mariana Chuliver) из Университета Маймонида в Буэнос-Айресе (Аргентина) объявила об обнаружении ископаемого головастика возрастом 161 миллион лет — самого древнего из найденных. Длина тела особи составляла порядка 16 сантиметров, то есть животное было достаточно длинным, чтобы поместиться в булочку для хот-дога. О своем открытии исследователи рассказали в статье, опубликованной в журнале Nature. 

Чуливер и ее коллеги обнаружили окаменелость во время палеонтологических работ в аргентинской провинции Санта-Крус. Изначально искали остатки динозавров, но случайно наткнулись на сотни «законсервированных» взрослых представителей вымершего вида земноводных Notobatrachus degiustoi, обитавших в Патагонии в юрский период (начался 201 миллион лет назад, закончился около 145 миллионов лет назад). Когда исследователи работали с осадочными породами, одна из них отвалилась, обнажив головастика.

Окаменелости взрослых лягушек достаточно трудно найти, поскольку эти животные, как правило, маленькие и хрупкие. Но головастики представляют собой еще большую проблему. У них очень мягкие тела с большим количеством мягких тканей, а также хрящевой скелет, из-за чего их остатки практически не сохраняются до наших дней. Если их и находят, то зачастую в поврежденном виде. 

Команде Чуливер повезло. Ученые обнаружили хорошо сохранившийся экземпляр, включающий не только голову, тело и хвост, но и мягкие ткани, глазные яблоки, нервы и жабры. По словам аргентинского палеонтолога, крошечные передние и задние конечности древнего головастика, а также позвоночный столб очень похожи на анатомические черты современных особей. Сходство между древними и современными головастиками оказалось настолько велико, что команда смогла определить стадию развития ископаемого. Он находился на «продвинутой стадии развития» и, вероятно, собирался закончить метаморфоз, но по неизвестным причинам не успел. 

Размер головастика стал неожиданностью: длина тела большинства современных личинок, в том числе древних, намного меньше взрослых лягушек. Между тем головастик Notobatrachus degiustoi оказался такой же длины, как и одна из взрослых особей. Справедливости ради отметим, что головастики некоторых видов лягушек, включая удивительную лягушку (Pseudis paradoxa), имеют длину тела до 27 сантиметров, что превышает размеры взрослой особи в три-четыре раза. 

По мнению авторов научной работы, большой размер личинки Notobatrachus degiustoi объясняется тем, что у головастиков не было конкурентов. Поэтому пищи было много, из-за чего они могли спокойно развиваться и расти.

Однако самая примечательная особенность находки ― жабры. Исследователи выяснили, что с помощью них древний головастик отфильтровывал пищу из воды. Таким же образом действуют и современные личинки лягушек. 

«Теперь мы знаем, что жабры помогали отфильтровывать из воды пищу с самого начала существования Notobatrachus degiustoi. То есть эта особенность оставалась стабильной у лягушек на протяжении как минимум 161 миллиона лет», ― объяснила Чуливер.

Notobatrachus degiustoi, по мнению палеонтологов, жили рядом с современными амфибиями, которые появились в мезозойскую эру, и имели с ними общего предка. Значит, метаморфоз присутствовал у современных лягушек практически с первого дня их существования, то есть, вероятно, возник намного раньше, чем предполагали ученые.