Ученые, занимающиеся изучением многоножек, на протяжении многих лет сталкивались с необычной ситуацией. Анализ, основанный на методе молекулярных часов, указывал на то, что эти беспозвоночные возникли еще в кембрийский период, более полумиллиарда лет назад. Вместе с тем, окаменелости, найденные до сих пор, в основном принадлежат наземным видам, появившимся в более поздние геологические эпохи. Это порождало вопрос о местонахождении водных предков многоножек и механизме их адаптации к жизни на суше. Ближе к ответу приблизились американские палеонтологи.
Многоножки, или мириаподы (Myriapoda) — эта группа включает в себя обширное число членистоногих, обитающих на Земле на протяжении сотен миллионов лет. К ней относятся сколопендры, кивсяки, костянки, обыкновенные мухоловки и многие другие виды. На данный момент ученые-биологи идентифицировали свыше 13 тысяч видов. Обитатели этой группы встречаются практически повсеместно — от пещер и тропических лесов до пустынь и жилых помещений.
На протяжении длительного периода исследователи не могли точно установить, каким образом предки многоножек совершили переход от жизни в море к наземной. Основной причиной являлось недостаточное количество ископаемых остатков древнейших представителей этой группы. Организмы, демонстрирующие связь с морской средой, находили крайне редко, поэтому каждое подобное открытие имеет большое значение.
Команда американских палеонтологов во главе с Дереком Бриггсом ( Derek Briggs) из Йельского университета исследовала коллекцию окаменелостей, обнаруженных в биоте Уокеша — благодаря уникальному местонахождению ископаемых остатков силурийского периода в штате Висконсин, — было обнаружено ранее неизвестное членистоногое, родственное предкам многоножек.
По мнению экспертов, некоторые характеристики наземного образа жизни этого существа сформировались еще в водной среде, задолго до того, как оно полностью перешло к жизни на суше. Об этом они рассказали в статье, опубликованной в журнале Proceedings of the Royal Society B.
В ранний силурийский период, около 437 миллионов лет назад территория, ныне являющаяся Висконсином, находилась вблизи экватора. В то время там простиралась древняя морская среда обитания, населенная трилобитами, позвоночными без челюстей, различными червеобразными и ранними предками скорпионов.
Обстоятельства того периода были неблагоприятными. Небольшая глубина залива характеризовалась повышенной соленостью и практически полным отсутствием кислорода. Течение приносило останки разнообразных организмов, которые стремительно покрывались микробиологическими отложениями, что обеспечивало сохранность мягких тканей.
В 1985 году Бриггс и его коллеги начали изучение окаменелостей из биотома Уокеша, где они обнаружили загадочного членистоногого, похожего на многоножку. Лишь через 40 лет ученым удалось полностью изучить и описать это необычное существо.
Применение традиционных методов палеонтологии и сравнительной анатомии позволило ученым установить, что перед ними существо с уникальным набором характеристик. Эти особенности не дают возможности однозначно причислить его к известным родам многоножек и свидетельствуют о его особом месте в процессе эволюции мириапод.
В ходе анализа, проведенного командой Бриггса, было рассмотрено 35 образцов, большая часть которых принадлежала к единому морфологическому типу. Это исследование позволило выявить, какие анатомические характеристики нового организма являются подлинными, а какие возникли вследствие повреждений или деформации, произошедших после захоронения.
Специалисты, проанализировав полученные данные, определили новый род и вид Waukartus muscularis. Авторы исследования утверждают, что найденное существо представляет собой одну из ранних ступеней эволюции многоножек.
Тело этого древнего членистоногого включало около 11 сегментов. На заднем конце можно было наблюдать пару необычных структур, похожих на лезвия. В передней части находился небольшой комплекс отростков, которые, скорее всего, помогали животному воспринимать окружающую среду или добывать пищу.
Ключевой отличительной чертой являлось устройство конечностей. Они были недлинными, состояли из отдельных члеников и предназначались для неспешного перемещения по дну, напоминая передвижение современных многоножек по земле.
Исследователи выявили еще один значимый аспект. У значительного числа древних морских обитателей конечности имели двулопастную структуру. Одна из «лопастей» обеспечивала передвижение, а другая — осуществляла дыхание. У Waukartus muscularis таких дополнительных «жаберных структур» не оказалось. Это говорит о том, что упрощение конечностей у них произошло еще в водной среде.
Согласно мнению ученых, развитие определенных анатомических характеристик, которые были необходимы для употребления суши, у Waukartus muscularis началось уже в воде. Палеонтологи предположили, что такая упрощенная структура оказалась полезной при передвижении по твердой поверхности.
Основной результат исследования заключается не в том, что водные предки многоножек были готовы к наземному образу жизни, а в определении времени появления ключевых анатомических особенностей. Раньше предполагалось, что многие характеристики, необходимые для передвижения и существования на суше, развились уже после того, как животные покинули водную среду, под воздействием новых условий. Однако авторы новой работы представили иную картину: некоторые из этих признаков сформировались еще у морских предков многоножек в ранний силурийский период и изначально не были связаны с жизнью на суше.