Loading

Ископаемая рыба раскрыла секрет эволюции лица

Создано 22.02.2014 11:58
Автор: Евгений

Ископаемая рыба раскрыла секрет эволюции лица
Давайте взглянем правде в глаза – не имей мы лица, никто не смог бы нас узнать, а возможность обмена эмоциями или чувствами даже и не появилась бы. Благодаря тончайшим оттенкам гармонии и экспрессии лица в течение тысячелетий существования искусства и драмы определяли красоту и выразительность человека.
Однако наличие лица – это не уникальная черта человека. Все позвоночные животные от акул до белок обладают обличием. Так когда же и где лицо впервые обрело современную и опознаваемую форму?

Недавно опубликованный отчет специалистов указывает на то, что история формирования лица берет начало со времен обитания не Земле панцирных рыб (плакодермов).
Мы все произошли от панцирных рыб
Плакодермы были тяжело бронированными рыбами, правившими в океанах, реках и озерах мира примерно 440-360 миллионов лет назад. Это были первые животные, развившие челюсти и зубы, и это стало настоящей исторической вехой в эволюции, обозначившей зарождение генеалогической линии акул, костистых рыб, амфибий, рептилий и млекопитающих.
На самом деле тело человека обязано своей формой по большей части именно панцирным рыбам. Плакодермы наделили нас большим эволюционным наследием, включая парные задние конечности, скрещивание при помощи полового акта, парные костные пластины, формирующие череп, и даже современное внутреннее ухо с тремя полукружными каналами.
Новое исследование группы французских и шведских ученых под руководством доктора Винсента Дупрета из Уппсальского университета основывается на недавней работе, опубликованной в конце 2013 года, о недостающем звене – панцирной рыбе из Китая под названием Entelognathus.

Ископаемая рыба раскрыла секрет эволюции лица
Это было первое создание, развившее комплект верхних и нижних челюстных костей, аналогичных тем, что имеют четвероногие животные, такие как рептилии и млекопитающие. Такие демонстративные ископаемые останки прочно закрепили эту рыбу у корней древа, содержащего всех высших позвоночных, включая нас.
Древние останки выявлены при помощи новых технологий
В новой работе сделан значительный шаг гораздо глубже в историю эволюции, к еще более примитивным панцирным рыбам под названием Romundina. Эта рыба была обнаружена в начале 1970-х годов на острове в арктической части Канады. Черепа длиной 2-3 см были добыты из известняковой породы при помощи разбавленной муравьиной кислоты, растворившей камни.
Romundina была впервые изучена и названа в 1975 году норвежским палеонтологом Тором Орвигом (1916-1994), и это создание стало первым примером очень хорошо сохранившихся окаменелых останков панцирных рыб. Оно использовалось во многих исследованиях о ранних этапах эволюции позвоночных, но до сих пор детальная анатомия черепа остается загадкой.
Доктор Дупрет начал с того, что решил попрактиковаться с трехмерным сканирующим программным обеспечением, но чем больше он погружался в исследование анатомии крошечных черепов, тем больше он находил интереснейших моментов.
«Необычайно увлекает наблюдать за созданием полной трехмерной модели этих маленьких окаменелостей – структуры нервной системы, кровеносных сосудов и т.д., – рассказывает ученый. – Но затем осознаешь, что будто смотришь в зеркало, отображающее прошлое. Ведь некоторые структуры очень похожи на наши, тогда как другие напоминают анатомию бесчелюстных позвоночных. Это чем-то напоминает принца Гамлета, смотрящего на череп Йорика!»
При помощи современных средств синхротронной визуализации хрупкое трехмерное изображение черепа этой рыбы с готовностью выдало самые потаенные анатомические секреты. Результаты поразительны для каждого биолога, ведь была создана трехмерная детализованная карта черепных полостей, выявившая размеры и положение мозга, сенсорных структур, нервов и артерий.

В этом видео, полученном при помощи синхротронной томографии, показана внутренняя анатомия панцирной рыбы Romundina возрастом 400 миллионов лет. Внешние кости растворяются, чтобы продемонстрировать реконструированную форму мозга, нервов и кровеносной системы.
Как плакодермы дали начало современному лицу позвоночных

Ископаемая рыба раскрыла секрет эволюции лица
Новая работа выявила, что внутренняя анатомия черепа рыбы сохранила ряд примитивных черт, которые можно найти только у бесчелюстных рыб, таких как миноги и целый ряд вымерших ископаемых видов.
Короткие носовые капсулы, расположенные между глазами, являются той чертой, которую можно увидеть среди более поздних панцирных рыб, а впоследствии и у всех млекопитающих, т.е. нос, развивающийся в передней части лица. Но что дало возможность парным носовым капсулам занять такое положение?
Исследователи предполагают, что внутри головы Romundina участок ткани из полости черепа превратился в плоскую платформу, сформированную хрящами под названием трабекулы. Впервые они появились у древних панцирных бесчелюстных рыб, таких как Shuyu, но гораздо лучше эти хрящи развиты у Romundina.
Трабекулы обеспечивают опору для передней части мозга (конечного мозга) по мере его вытягивания вперед и формирования двух больших носовых капсул. Это дало возможность рыбам, а позже и всем позвоночным развить тонкое обоняние, а ведь это необходимая способность для поиска добычи и вынюхивания хищников.
Говоря о красоте, часто имеют в виду симметрию и правильность черт лица человека. Красивое лицо – это, в первую очередь, идеальная симметрия. Только представьте, что было бы, если б наше лицо эволюционировало не от рыб Romundina. Ноздри оказались бы между глазами.

Ископаемая рыба раскрыла секрет эволюции лица
После Romundina плакодермы развили нормальный нос с парными ноздрями, выступающими из рыла. У более поздних панцирных рыб, таких как Entelognathus, рот стал прикрываться внешним рядом плоских костей, которые впоследствии зафиксировали положение глаз, носа и рта на черепе позвоночных.
Яблоко раздора
В новой работе делается вывод, с которым согласны не все палеонтологи. Филогенетический анализ, демонстрирующий взаимосвязи различных групп панцирных рыб, приводит к радикальной гипотезе о последовательности приобретения характерных черт в этих группах. Каждое значительное исследование, проведенное в этой сфере в течение последних пяти лет, предоставляет совершенно разные данные о взаимосвязях различных семейств панцирных рыб.
Очевидно, можно прийти к выводу, что для создания более четкой картины требуется выполнить еще много работы. Такое исследование позволит нам лучше понять временные рамки и последовательность появления обличия и других характерных черт в грандиозной истории эволюции современных позвоночных.
К счастью, в Австралии есть ряд наилучших мест, где сохранились окаменелые останки с тех времен, например, это формация Гоугоу в округе Кимберли и Уи Джаспер в Новом Южном Уэльсе. В данное время ученые, используя компьютерную микротомографию и синхротронную визуализацию, работают над несколькими недавно обнаруженными и демонстративными плакодермами. Надеемся, что эти окаменелые останки помогут разгадать несколько решающих тайн эволюции.
Книга Чарльза Дарвина «Выражение эмоций у человека и животных» (1872) впервые объяснила, что экспрессия нашего лица не является уникальной и присущей лишь людям, и эта черта широко распространена в царстве животных.
Из этой работы мы узнали, что происхождение лица, как минимум в отношении симметрии и расположения глаз, носа и рта – это отличительный признак, который развился у древних панцирных рыб, а впоследствии перешел к людям как дар эволюции.

Facepla.net по материалам Livescience

Комментарии: