Изучив строение костей черепов у ископаемых и живущих рыб, а также самых древних наземных и современных позвоночных, учёные обнаружили, что одна анатомическая особенность предка всех живых существ навсегда повлияла на эволюцию черепов сухопутных животных.
Позвоночные вышли на сушу примерно 380 миллионов лет назад, когда уже появились первые леса и множество беспозвоночных. Прототипы этих будущих «рыб с ногами» дали начало всем наземным позвоночным — от амфибий до динозавров и человека.
Переход от жизни в воде к жизни на суше оставил свой след: ученые обнаружили, что у «рыб с ногами» черепа отличались от черепов их предков-рыб, не только количеством костей, но и сложностью их связей.
Выводы исследователей показывают, что у наземных позвоночных черепах меньше костей, чем у рыб. Простой подсчет не учитывает важных деталей, поэтому авторы исследования применили сетевой анализСистема нумерации костей, которая включает не только присвоение номера каждой кости, но и указание её местоположения в черепе и соприкосновения с другими костями.
В результате анализа костей черепов первых наземных позвоночных, их предков и потомков ученые обнаружили, что у них структура черепа сложнее: каждая кость должна соединяться с большим количеством соседей, поскольку их меньше. У современных лягушек и саламандр были самые сложные черепа из всех изученных животных, а у древнейших четвероногих, таких как тиктааликЧереп обнаружился с большей степенью слияния костей, чем у обитавших в те же времена рыб.
Сокращение числа костей совпало с выходом позвоночных на сушу и в дальнейшем серьёзно ограничило эволюцию их черепов: меньше костей – меньше возможностей для разнообразия форм и размеров. Если у рыб разных ветвей развития черепа могут существенно отличаться, то у наземных позвоночных они все подчинены «одному плану» – древнему наследию предков, перешедших с воды на сушу.
Исследование опубликовано в журнале Science Advances.