До сих пор остается загадкой, как появились четвероногие организмы. Предполагается, что это событие произошло в девонском периоде, примерно 380–390 миллионов лет назад. Затем эволюционировали более развитые четвероногие — амниоты, способные к размножению на суше с использованием яиц. Первые известные окаменелости амниот происходят из отложений позднего каменноугольного периода. Однако, теперь эту временную шкалу, скорее всего, потребуется скорректировать, поскольку палеонтологи обнаружили более древние следы амниот, имеющих когти.
При восстановлении истории четвероногих, или тетрапод, ключевую роль играют три типа информации: ископаемые находки, следы конечностей и определения времени расхождения эволюционных ветвей от общего предка. Оценки времени расхождения определяются с помощью молекулярных методов, однако требуют последующей корректировки с использованием палеонтологических данных. Кроме того, филогенетические линии позволяют установить время только для современных групп, включающих сохранившиеся виды, не охватывая вымершие.
По молекулярным данным, представленным на сайте TimeTree, кроновая группа амниот образует тесный кластер с медианным возрастом 319 миллионов лет. Это башкирский ярус среднего каменноугольного периода. А кроновая группа тетрапод, по тем же данным, попадает в кластер с медианным возрастом 352 миллиона лет (турнейский ярус).
Это подтверждается данными ископаемой летописи. Самые ранние свидетельства существования амниот Hylonomus и Notalacerta найдены в башкирском ярусе, а самые ранние тетраподы, например, Balanerpeton и Palaeosauropus, — в среднем, турне занимает определенный период времени. Тем не менее, поскольку молекулярные даты калибруются на основе известных образцов, их точность может быть ограничена.
Именно это подтверждают свежие данные, полученные из южного полушария. В статье, опубликованной в Nature, коллектив авторов под руководством Джона Лонга из Университета Флиндерс (Австралия) представил результаты исследования отпечатков конечностей, которые позволили пересмотреть возраст амниот. Согласно исследованию, эти животные уже населяли северо-восточную часть Гондваны в раннем турне, что, соответственно, требует пересмотра возраста и четвероногих.
На берегу реки Брокен в штате Виктория, Австралия, в формации Сноуи плейнс была найдена плита с отпечатками четвероногого существа в осадочных породах. В этих геологических слоях в изобилии встречаются ископаемые беспозвоночные и рыбы, однако обнаружение следов сухопутного позвоночного стало первым подобным случаем. Исследователи полагают, что отпечатки принадлежат амниоту, поскольку на них отчетливо видны когти — отличительный признак рептилий, а не амфибий. Возраст плиты составляет 355 миллионов лет.
К отличительным чертам относятся пальцы и когти на передних конечностях, которые несколько меньше, чем на задних. По мнению экспертов, следы принадлежат существу, сопоставимому по размеру с крупной ящерицей, например, с современным полосатым вараном. Отпечатки тела и хвоста не были обнаружены.
Новые данные позволяют ученым датировать появление амниотов на 35-40 миллионов лет раньше, относя это событие к завершающему этапу девонского периода. Это также предполагает, что происхождение тетрапод следует датировать возрастом в 400 миллионов лет, а выход на сушу произошел на 50 миллионов лет раньше.
Следы из формации Сноуи плейнс предоставили новые сведения о влиянии массового вымирания в конце девонского периода на эволюцию тетрапод. Ископаемая летопись в этом районе была прервана приблизительно на 20 миллионов лет. Эти называют пробелом Ромера. После этого произошли значительные изменения в развитии четвероногих. И новая находка усложняет объяснение этого эволюционного скачка.