Головастик принадлежит к роду исчезнувших бесхвостых земноводных, однако демонстрирует анатомические особенности, удивительно напоминающие строение некоторых современных видов. Данное открытие предоставит ученым возможность более детально изучить жизненный цикл лягушек, существовавших в середине юрского периода, и реконструировать их эволюционные этапы.
Лягушкам, подобно ряду других позвоночных, присущ метаморфоз — существенные изменения в организации тела животных, приводящие к трансформации личиночной стадии (например, головастика) во взрослую форму. Этот процесс осуществляется в водной среде.
Головастик чем-то напоминает небольшую рыбу, размеры этих организмов могут колебаться от нескольких миллиметров до нескольких десятков сантиметров, в зависимости от конкретного вида. Тело состоит из головы, туловища и хвоста, и на этом этапе развития появляются жабры. Однако уже через несколько недель жабры начинают исчезать, пока не утрачиваются полностью. Вместо них личинка приобретает небольшие зубы, спиралевидный кишечник, хорду и двухкамерное сердце.
Примерно через девять недель у головастика начинают формироваться конечности, а хвост постепенно исчезает. Тело удлиняется, и голова становится более выраженной. Еще через пару недель метаморфоз завершается, формируясь полноценная лягушка, готовая покинуть воду и начать взрослую жизнь.
Ученым хорошо знакома такая анатомическая перестройка, основанная на изучении современных видов, однако проследить эволюцию метаморфоза лягушки оказывается непростой задачей. Для этого требуется биологический материал, причем чем древнее образец, тем лучше. Самые ранние ископаемые остатки взрослых лягушек, которые нашли палеонтологи, датируются триасовым периодом (начинался 252 миллиона лет назад и завершился около 201 миллион лет назад). Ученым известны головастики только с мелового периода (до сегодняшнего дня возраст самой ранней найденной окаменелости не превышал 140 миллионов лет, хотя ранее предполагалось, что она относится к периоду (145,5-65,5 миллиона лет назад.
Теперь группа палеонтологов из Аргентины и Китая во главе с Марией Чуливер объявила о ( Mariana Chuliver) научная группа из Университета Маймонида в Буэнос-Айресе (Аргентина) сообщила об обнаружении окаменелого головастика, которому 161 миллион лет — это самое древнее из известных на данный момент экземпляров. Длина тела особи достигала примерно 16 сантиметров, что делало животное достаточно крупным, чтобы уместиться в булочку для хот-дога. Результаты исследования были представлены в научной статье, опубликованной в журнале Nature.
Во время палеонтологических исследований в аргентинской провинции Санта-Крус, Чуливер и ее команда обнаружили окаменелость. Первоначально они вели поиски останков динозавров, однако неожиданно нашли сотни «законсервированных» экземпляров взрослых особей вымершего вида земноводных Notobatrachus degiustoi, обитавших в Патагонии в юрский период (в период, охватывающий от 200 до 145 миллионов лет назад, в ходе исследований осадочных пород, один из образцов отслоился, явив на свет головастика.
Найти окаменелости взрослых лягушек непросто, так как эти животные обычно небольшие и обладают хрупкой структурой. Гораздо сложнее обнаружить останки головастиков. Их тела состоят из мягких тканей и имеют хрящевой скелет, что делает их крайне редко встречающимися в ископаемом виде. В случае обнаружения, они часто оказываются поврежденными.
Команде Чуливер сопутствовала удача. Ученые нашли хорошо сохранившийся экземпляр, содержащий не только голову, тело и хвост, но и мягкие ткани, глазные яблоки, нервы и жабры. Аргентинский палеонтолог отметил, что крошечные передние и задние конечности древнего головастика, а также его позвоночный столб демонстрируют анатомическое сходство с чертами современных особей. Степень схожести между древними и современными головастиками была настолько высокой, что исследователи смогли установить стадию развития ископаемого. Он находился на «продвинутой стадии развития» и, вероятно, должен был завершить метаморфоз, но по неизвестным причинам это не произошло.
Размеры головастиков оказались неожиданными: длина тела большинства современных личинок, включая и древние, значительно меньше, чем у взрослых лягушек Notobatrachus degiustoi оказался такой же длины, как и одна из взрослых особей. Справедливости ради отметим, что головастики некоторых видов лягушек, включая удивительную лягушку (Pseudis paradoxa), длина тела этих особей может достигать 27 сантиметров, что в три-четыре раза больше, чем у взрослой особи.
Авторы научной работы отмечают, что значительный размер личинки Notobatrachus degiustoi объясняется тем, что у головастиков не было конкурентов. Поэтому пищи было много, из-за чего они могли спокойно развиваться и расти.
Наиболее заметной чертой находки являются жабры. Ученые установили, что с их помощью древний головастик отделял съедобное от несъедобного в воде. Подобным способом питаются и современные личинки лягушек.
«Теперь установлено, что жабры использовались для фильтрации пищи из воды с момента появления этих органов Notobatrachus degiustoi. Это указывает на то, что данная характеристика сохранялась у лягушек как минимум на протяжении 161 миллиона лет», ― объяснила Чуливер.
Notobatrachus degiustoi, палеонтологи полагают, что эти существа обитали вблизи современных амфибий, появившихся в мезозойскую эру, и разделяли с ними общего предка. Это указывает на то, что метаморфоз был присущ современным лягушкам с момента их появления, что, вероятно, свидетельствует о его возникновении значительно раньше, чем считалось ранее.