Изучив состав костей черепов ископаемых и современных рыб, а также древнейших наземных и современных позвоночных, исследователи установили, что определенная анатомическая особенность, свойственная нашему общему предку, оказала определяющее влияние на эволюцию черепов наземных животных.
Около 380 миллионов лет назад позвоночные животные начали осваивать сушу, значительно позже, чем появились первые леса и заселили планету беспозвоночные. Эти древние «рыбы с ногами» стали предками всех современных и ископаемых наземных позвоночных, включая амфибий, динозавров и человека.
Переход от водной среды к наземному образу жизни оказал влияние на эволюцию: анализ костей черепов более 100 современных и ископаемых видов показал, что у «рыб с ногами» черепа существенно отличались от черепов их рыб-предков. Эти различия проявлялись не только в количестве костей, но и в структуре их соединений.
Авторы исследования отмечают, что у наземных черепах, являющихся позвоночными, количество костей меньше, чем у рыб, однако простое их пересчет не учитывает ряд существенных нюансов. Для исключения подобных неточностей они применили сетевой анализ, в данном случае каждой кости присваивается не только номер, но и фиксируется ее расположение в черепе, а также информация о соединениях с другими костями.
В результате анализа костей черепов первых четвероногих, их предков и потомков, исследователи пришли к выводу, что у наземных позвоночных строение черепа более сложное: меньшее количество костей требует их соединения с большим числом окружающих. Наиболее сложную структуру черепа продемонстрировали современные лягушки и саламандры, а у древнейших четвероногих, таких как тиктаалик, установлено, что у этого черепа наблюдается более тесная связь костей, чем у рыб того же периода.
Сокращение числа костей совпало с выходом позвоночных на сушу, и впоследствии существенно повлияло на эволюцию их черепов: ограниченное количество костей предопределило меньшее разнообразие форм и размеров. В то время как черепа рыб, принадлежащих к различным эволюционным линиям, могут значительно различаться, у наземных позвоночных они придерживаются единой организации — это отдаленное наследие наших общих предков, которые покинули водную среду обитания ради наземной.
Исследование опубликовано в журнале Science Advances.