Взгляд вглубь древних рыбьих голов дает понимание доисторических двоякодышащих рыб

Эволюция мозга и нервной системы у животных была отмотана назад более чем на 400 миллионов лет, благодаря исследованию ископаемых останков древних двоякодышащих рыб, обеспечивающих недостающее звено в появлении наземных четвероногих животных на Земле, сообщает «eurekalert.org».

Международное исследование, проведенное Университетом Флиндерса в Австралии, сравнило подробные 3D-модели черепных эндокастов из шести окаменелостей палеозойских двоякодышащих рыб (Dipnoi) с мозговыми пространствами выжившей сестринской группы наземных позвоночных, чтобы лучше понять эволюцию мозга двоякодышащих рыб.

Это, в свою очередь, может помочь интерпретации самых ранних четвероногих, которые позже переместились из воды на сушу на четырех ногах, говорит ведущий автор доктор Элис Клемент из Университета Флиндерса.

Открытие демонстрирует эволюционную историю этих лопастных рыб (Sarcopterygii) и показывает, как обонятельная область кажется более пластичной, чем задний мозг, и подвергается значительному удлинению у нескольких таксонов.

«Наше открытие показывает, что мозг двоякодышащих рыб постоянно развивался на протяжении всей их 400-миллионной истории, но это говорит о том, что они, вероятно, всегда полагались на свое обоняние, а не на зрение, чтобы ориентироваться в окружающей среде. Это совсем не похоже на других рыб, которые используют зрение гораздо более мощно», — говорит доктор Клемент из исследовательской лаборатории экологии и эволюции Университета Флиндерса (палеонтология).

«Она говорит, что понимание того, как мозг двоякодышащих рыб менялся на протяжении всей их эволюционной истории, помогает понять, как мог выглядеть мозг первых четвероногих (наших наземных предков) — это может дать нам представление о том, какие чувства были важнее других (например, зрение против обоняния)».

Для этого исследования ученые из Австралии с соавторами в Великобритании, Канаде и Швеции использовали мощные методы визуализации для виртуальной реконструкции этих моделей мозга.

Старший автор доктор Том Чалландс из Эдинбургского университета в Шотландии говорит, что текущая работа имеет большое значение в широкой эволюционной и палеонтологической науке.

«Эта статья эффективно удваивает количество известных эндокастов двоякодышащих рыб, поскольку их сохранность часто повреждается из-за того, что окаменелость измельчается или ломается, а сам мозг имеет очень плохой потенциал сохранения и в настоящее время не известен ни у одной ископаемой двоякодышащей рыбы», — говорит он.

«Двоякодышащие рыбы сохранились более 400 миллионов лет с девонского периода до наших дней и дают уникальное представление о состоянии самых ранних четвероногих, а также об их собственной эволюционной истории».

С использованием рентгеновской томографии в качестве палеонтологического инструмента можно было неразрушающе изучать черепные эндокасты шести палеозойских двоякодышащих рыб (Iowadipterus halli, Gogodipterus paddyensis, Pillararhynchus longi, Griphognathus whitei, Orlovichthys limnatis и Rhinodipterus ulrichi). Окаменелости происходят из Австралии, США, России и Германии.

Шесть ископаемых и два существующих таксона были подвергнуты набору данных из 12 таксонов для многомерного морфометрического анализа с использованием 17 переменных.

«Изучение наших «рыбных кузенов» двоякодышащих рыб продолжает помогать нам понять, как рыбы впервые покинули воду около 350 миллионов лет назад и начали становиться наземными животными (четвероногими), а затем и людьми.

Возможно, некоторые из их черт нервной системы остаются в нас до сих пор», — говорит доктор Клементс.