Польські вчені повідомили про дивну знахідку - відбитки лап тварин, які жили 395 млн років тому. Форма слідів і порядок крокування дозволяють припустити, що сліди залишили чотириногі тварини. При цьому вік найдавніших відомих залишків чотириногих ніяк не більше 385 млн років. Нові дані змушують переглянути концепцію еволюції амфібій.
Обговорюючи вихід тварин на сушу в девоні, вчені спираються на викопні кісткові залишки перших амфібій, кистеперих риб і ряду перехідних форм. До перехідним форм відносяться Panderichthys, Tiktaalik, Elpistostege, Livoniana. Їх залишки приурочені до пізнього девону, тобто 385-380 млн років тому. Найдавніші відомі чотириногі - Elginerpeton, Ventastega, Acanthostega і Ichthyostega - знайдені в породах віком 380-360 млн років. Вважається, що близько 380 млн років тому в естуарних і болотистих ландшафтах, багатих рослинністю, склалися умови, які сприяли виходу риб на сушу. Імовірно, розвиток деревної рослинності 380 млн років тому повинен був, по-перше, змінити річкові та естуарні ландшафти, по-друге - створити багатий харчовий ресурс для чотириногих піонерів суші. Перші чотириногі повинні були придбати не тільки зручні для ходіння лапи з пальцями, але і пояси кінцівок, за допомогою яких можна було підняти тіло над поверхнею субстрату. Крім того, їм знадобилося змінити механізм ковтання.
Відомі і сліди древніх чотириногих. Про те, що це сліди саме чотириногих, а не перехідних риб, які виповзли на берег, можна судити за наявністю відбитків пальців (у риб їх не було) , з відсутності слідів волочіння хвоста (у чотириногих сформувався пояс задніх кінцівок і тіло піднялося над землею), за порядком крокування передніх і задніх кінцівок. Так, найдавніші сліди чотириногих знайдені були в девонських шарах в Ірландії, їх вік 385 млн років. Трохи молодші сліди знайдені в Австралії. І знаходження, і вік цих слідів вкладалися в схему еволюційного переходу від риб до амфібій.
Але польські вчені описали відбитки лап, які мають вік 395 млн років. Це на 15 млн років раніше, ніж вік перших копалин тетрапод, і на 10 млн років раніше, ніж вік слідів з Ірландії і навіть ніж вік риб з перехідними ознаками. Немає жодного сумніву щодо визначення віку шару, в якому знайшли ці сліди. Цей шар сформувався в прибережних морських обставинах - можливо це була лагуна або дуже мілководна заплавна рівнина; на поверхні шару видно навіть ямки від дощових крапель і тріщини від засихання. Самі сліди різні за розміром і морфологією, є ланцюжки слідів, є і поодинокі відбитки.
Найбільший слід - 26 см завширшки; для порівняння, іхтіостега довжиною близько 2,5 м залишала 15-сантиметровий відбиток.
Ліворуч - слід з каменоломні в Польщі; праворуч - реконструйований слід Ichthyostega. Між двома слідами помітна явна подібність, хоча вона і не повна. Чітко видно відбитки п'яти пальців, а також можна легко уявити, що заглиблення в сліді частково відповідають будові скелета стопи, щиколотки і коліна. Довжина масштабної лінійки 1 см. Мал. із статті в Nature.
А ось у ланцюжку слідів розрізняються сліди передніх і задніх лап - передні менші за задні. Реконструкція кроку за цими слідами дозволила вченим зробити висновок, що тварина рухалася, згинаючи тіло з одного боку в бік, приблизно як саламандра. Слідів волочіння хвоста немає. Значить, вже були сформовані хрестець і пояс задніх кінцівок. Всі ці ознаки дозволили вченим досить впевнено говорити про те, що це сліди тетрапод.
Так що тепер є цілий набір фактичних даних (а слідів в цьому шарі багато!), які хочеш не хочеш, а доведеться вбудовувати в концепцію еволюції ранніх тетрапод.
Якщо об'єднати всі ці дані, то виходить, що найдавніші тетраподи жили не в прісних водах, а в солоних, тобто їх предків слід шукати серед морських риб. Вже в середині девону вони досягли досить великого різноманіття; деякі з них були гігантами. Відділення тетрапод відбулося не пізніше 395 млн років тому або раніше. Перехідні групи на зразок Tiktaalik, Panderichthys, Livoniana, Elpistostege співіснували з тетраподами не менше 18 млн років. Це означає, що перехідна морфологія була цілком стійкою, тому що тварини «користувалися» нею протягом 18 млн років, а не 5, як передбачалося раніше. Цю гіпотезу автори знахідки зобразили на філогенетичній схемі у своїй публікації в Nature.
Альтернативне бачення фактів допускає паралельний розвиток чотириногого ходіння у якихось девонських або навіть силурійських риб. Ця гіпотеза поки що просте припущення, зате вона дозволяє включити до обговорення і сліди чотириногого ходіння, які відносять навіть не до девону, а до пізнього силуру (!). Силурійські відбитки знайдені в Австралії в 2003 році. Раніше з'явилася «морська» лінія тетрапод, про яку палеонтологи знають тільки за слідами лап. Ймовірно, її представники жили в умовах, які не сприяють захороненню кісток. Зате друга і більш пізня гілка - прісноводна - з'явилася в пізньому девоні і існувала в болотистому довкіллі, де кісткові залишки можуть зберігатися. Втім, різну ймовірність поховання морських і прісноводних представників доводиться враховувати в обох гіпотезах.
Так чи інакше, але тепер ученим потрібно дати відповідь на два питання. По-перше, чому немає кісткових залишків тетрапод в інтервалі 15-18 млн років (ранній-середній девон)? По-друге, чому тетраподи з'явилися раніше за перехідних риб? Тепер знайдені кісткові рештки і тих, і інших складають досить хаотичну картину. Так що знахідка в Польщі поставила перед ученими дуже каверзне завдання.
Джерело: Grzegorz Nied?wiedzki, Piotr Szrek, Katarzyna Narkiewicz, Marek Narkiewicz, Per E. Ahlberg. Tetrapod trackways from the early Middle Devonian period of Poland / / Nature. 2010. V. 463. P. 43-48.
