Исследование: как челюсти двигали эволюцию рыб

Полный скелет Dipterus, вымершей двоякодышащей рыбы из среднего девона. Экземпляр (UMMP 16140) из Музея палеонтологии Мичиганского университета. Автор: Э.М. Тройер

Рыбы были первыми животными, у которых развились челюсти. Учёные считают, что именно челюсти стали двигателем эволюции позвоночных, включая людей.

Исследование Мичиганского университета показало, что группа рыб, называемая лопастепёрыми, пережила взрыв разнообразия между 359 и 423 миллионами лет назад. Они демонстрировали быстро эволюционирующие челюсти и инновации в способах питания. В то же время у лучепёрых рыб эволюция челюстей шла гораздо медленнее.

Это удивительно, поскольку позже эволюция лопастепёрых замедлилась. Сегодня учёные признают лишь восемь видов этих рыб, в то время как лучепёрые включают около 33 000 видов.

Исследование под руководством Эмили Тройер опубликовано в журнале Current Biology.

«Когда вы изучаете эволюцию, вы можете так многому научиться, заглядывая в прошлое», — сказала Тройер.

Нижняя челюсть Onychodus, вымершей лопастепёрой рыбы девонского периода. Экземпляр (UMMP 22000) из Музея палеонтологии Мичиганского университета. Автор: Э.М. Тройер

Учёные изучили 3D-модели на основе КТ-сканов 86 видов рыб силурийского и девонского периодов. Они обнаружили, что лопастепёрые рыбы, особенно двоякодышащие и целаканты, демонстрировали самые быстрые изменения и инновации в форме и функции челюстей.

Исследователи цифровым способом сопоставили каждую 3D-модель, чтобы изучить как форму челюсти, так и её функцию, определяя механическое преимущество — сколько силы рыба могла приложить при укусе.

Форма челюстей двоякодышащих рыб резко изменилась в раннем девонском периоде. Их челюсти стали большими и толстыми, с мощными мышцами, что, вероятно, позволяло им питаться жесткокожими жертвами, такими как ранние моллюски и ракообразные.

«С их действительно массивными челюстями они могли питаться очень твёрдой пищей», — пояснила Тройер.

Соавтор исследования Рафаэль Риверо-Вега отметил, что каждая группа рыб переживала «уникальный эволюционный момент в своём древнем прошлом».

«Рыбы потрясающие. Всё это произошло за сотни миллионов лет до динозавров», — заключил он.