У рыб, которые начали выходить на сушу около 400 млн лет назад, уже были разные генетические, физиологические и анатомические приспособления, позволяющие им осваивать новую среду обитания.
Реконструкция тиктаалика – древней кистеперой рыбы, у которой, вероятно, уже все было нужное, чтобы выйти на сушу.
Фото: Nobu Tamura / Wikipedia
Мы уже как-то писали о том, как похожи рыбьи плавники и звериные лапы на уровне генов; а буквально на днях в журнале Cell вышла статья, в которой говорилось, что нейроны плавников у некоторых современных рыб настроены так, чтобы управлять плавниками как ногами. Глядя на современных двоякодышащих, мы можем предположить, как первые сухопутные позвоночные осваивали дыхание воздухом.
Однако подобные признаки, путь и существовавшие в каком-то зачаточном состоянии у «классических» рыб, должны были получить какой-то импульс к развитию. То есть те, кто уже мог как-то дышать вне воды, должны были иметь в определенных условиях некоторое преимущество. Но что это были за условия? Что именно заставило рыб выйти на сушу?
На сей счет есть несколько гипотез. Одна из них – пожалуй, самая очевидная – говорит о том, что некие древние рыбы оказались в сложной ситуации: в то время как их более счастливые сородичи жили в открытом море, этим достались водоемы, заросшие растениями, регулярно пересыхающие, и из которых никак нельзя было уплыть, чтобы найти более удобное место для жизни. Такими водоемами вполне могли быть лужи, остающиеся на берегу после морских приливов. Среди рыб, которые в них оказались, наибольшие шансы выжить были бы у тех, кто мог хотя бы недолго дышать воздухом и мог перебраться в более глубокую лужу на плавниках-лапах.
Приливно-отливная гипотеза не нова, о ней еще сто лет заговорил назад Альфред Ромер (Alfred Romer), палеонтолог из Чикагского университета. В 2014 году в пользу этой гипотезы появились аргументы со стороны астрофизики: удалось вычислить, что тогда приливы и отливы были заметно сильнее, потому что Луна тогда была на 10% ближе к Земле, чем сейчас. И в некоторых местах такие сильные приливы могли формировать довольно крупные водоемы из-за особенностей береговой линии и шельфового рельефа.
Но с тех пор с морями и сушей много чего произошло – из-за движения тектонических плит, эрозии берегов и прочего Маттиас Грин (Mattias Green) из Университета Бангора и Стивен Бальбас (Steven Balbus) из Оксфорда (тот самый астрофизик, который рассчитал силу приливов 400 млн лет назад) вместе с коллегами попытались представить, как выглядели прибрежные территории, когда и приливы были сильнее, и рыбы были смелее – то есть когда рыбы выходили на сушу.
В те времена на Земле было два суперконтинента, Гондвана и Лавразия, которые постепенно сближались. Исследователи построили модель морского дна между Гондваной и Лавразией. Море между континентами находилось в огромном клинообразном углублении, что должно было усиливать приливную волну. Приняв во внимание особенности прибрежного ландшафта, авторы работы сумели вычислить места, где рыбам легче всего было попасться в сравнительно крупные, но очень недолговечные водоемы, оставшиеся после прилива.
Зная, как менялись с тех пор континенты и моря, можно определить, где сейчас находятся те зоны с приливными лужами. И оказалось, что сейчас именно в таких местах в изобилии находят останки «полусухопутных рыб» – переходных форм, обитающих на границе двух сред обитания.
Среди таких территорий, к примеру, можно назвать канадский остров Элсмир, где раскопали знаменитого тиктаалика – ископаемую лопастеперую рыбу, имевшую много общих черт с четвероногими животными, и польские Свентокшиские горы, где не так давно обнаружили едва ли не древнейшие следы наземного позвоночного (речь идет именно о следах, то есть об отпечатках лап). Свои результаты исследователи доложили на недавней Конференции океанических исследований.
Конечно, чтобы подтвердить приливно-отливную гипотезу, нужно больше останков переходных форм, причем из тех мест, которые предсказывает гипотеза. Однако не везде их возможно искать: так, их вроде бы должно быть довольно много на территории Сирии и Афганистана, но палеонтологи там сейчас вряд ли смогут работать.
