Т. roseae, существо, чей плоский череп напоминает аллигатора, – это вид, который жил «прямо на пороге перехода от жизни в воде к жизни на суше», – сказал старший автор Нил Шубин, доктор философии, Роберт Р. Бенсли, заслуженный профессор биологии и анатомии организмов в Калифорнийском университете в Чикаго. Изучение его окаменелых останков может дать новое понимание того, как изначально развивались ключевые черты жизни на суше.
«Вода отличается от воздуха, она намного плотнее и вязче», – сказал первый автор Джастин Лемберг, доктор философии, научный сотрудник Калифорнийского университета в Чикаго. "Это создало бы уникальные проблемы для животных, которые впервые выходили из воды на сушу, включая проблемы с передвижением, размножением, поддержанием гомеостаза и сенсорной обработкой и, конечно же, с кормлением.
Если вы не можете прокормиться на суше, как вы можете ее колонизировать??"
Большинство водных позвоночных используют присасывающее кормление, чтобы загнать добычу в рот. Чтобы создать всасывание, многие виды рыб могут расширять свои черепа в стороны, чтобы расширить рот и создать отрицательное давление. Это движение костей черепа относительно друг друга называется черепным кинезисом.
«Всасывающая подача неэффективна на суше, потому что она больше не работает на расстоянии, и трудно создать герметичное уплотнение, необходимое для втягивания чего-либо», – сказал Лемберг. "Таким образом, наземным позвоночным пришлось обратиться к другим методам поимки добычи. Но ископаемые свидетельства того, как это произошло, неоднозначны, гораздо больше, чем переход от плавника к конечности. Мы хотели обратить особое внимание на швы в области T. roseae черепа, где кости соединяются вместе, чтобы узнать, могут ли они рассказать нам, как использовался череп."
Исследовательская группа использовала передовую новую компьютерную томографию (КТ) для детального изучения морфологии T. розовые черепа. Это позволило им идентифицировать ключевые новые черты, которые не были замечены с другими методами, в том числе скользящие суставы, которые позволили бы животному необходим черепной кинезис для расширения черепа в боковом направлении для создания всасывания.
«Мы открыли Тиктаалик в 2004 году и тогда готовили его классическими методами, удаляя породу из ископаемых по крупицам», – сказал Шубин. «К тому времени, когда Джастин присоединился к проекту, у нас был доступ к этой технологии компьютерной томографии, которая позволяет нам видеть череп в 3D, извлекая каждую часть индивидуально, чтобы увидеть ее форму и движение. Использование компьютерной томографии изменило наше представление о черепе."
Исследователи отметили явное сходство между T. roseae и более ранние работы по анализу черепа аллигатора, «живого ископаемого» вида, ранее считавшегося использовавшим только боковые щелкающие движения для захвата добычи. В исследовании 2019 года Lemberg et al. аль. обнаружили, что гар в процессе кормления синергетически используют боковые щелчки и всасывание благодаря уникальным скользящим суставам в черепе, которые помогают создавать всасывание во время укуса.
Это сходство привело исследователей к мысли, что T. roseae, возможно, питались таким же образом, что указывает на то, что эта адаптация, вероятно, возникла задолго до того, как животные когда-либо колонизировали землю.
«Что меня действительно ошеломляет, так это то, что каждое нововведение, каждое изобретение, используемое четвероногими на суше, первоначально в той или иной форме проявлялось в рыбе, включая легкие, придатки, а теперь и кормление», – сказал Шубин.
Помимо обучения нас об эволюции наших далеких рыбных предков, лучшее понимание биологии и поведения таких существ, как Т. roseae может по-новому взглянуть на нашу анатомию и развитие.
«Самое интересное в переходе от воды к суше заключается в том, что он глубоко личен для нас», – сказал Лемберг. "Как мы оказались там, где находимся сейчас, и какие эволюционные причуды мы приспособились к этому?"
Показательный пример: Лемберг указал, что при анализе диапазона движения для T. roseae черепа, три кости, которые, по-видимому, больше всего двигались, – это кости, которые в конечном итоге станут частью среднего уха млекопитающих.
«Эти три кости в Тиктаалике – это то, что мы используем, чтобы слышать звук», – сказал Лемберг. "Небольшой краниальный кинезис, который сохраняется у современных млекопитающих!"