Ископаемые находки, которые могут дать представление о том, как морские позвоночные превратились в наземных обитателей, труднодоступны.
Но древние кости недавно обнаруженного вида тетраподов в настоящее время предоставляют некоторые важные отсутствующие доказательства.
Научные исследования того, как позвоночные животные перешли с воды на землю, можно сравнить с чтением хорошего криминального романа. Есть целый ряд подозреваемых, нечеткие улики и множество вопросов, на которые мы не получили ответа. И что еще более усложняет ситуацию, этот переход от плавниковой рыбы к созданиям с четырьмя лапами (тетраподам) является "неясным делом ".
Самыми известными образцами тетрапода являются фрагменты костей возрастом 380 миллионов лет, которые, хотя и могут быть идентифицированы как принадлежащие тетраподам, не содержат много подробностей о том, как выглядели эти животные и как они жили.
Более детальное представление о форме тела, жизни и росте наших ранних предков позвоночных можно получить из более полных ископаемых находок, включая легендарные тетраподы Acanthostega и Ichthyostega. Однако они жили 365 миллионов лет назад, когда тетраподы уже достигли впечатляющего географического распределения и разнообразия форм тела и образа жизни.
Напротив, самая ранняя фаза эволюции и разнообразия тетрапод давно остается загадочной.
Как и его известные младшие родственники, P. aelidae был обитателем жаберно-дышащей воды, и, по некоторым оценкам, это животное достигало размера более одного метра в длину.
Он жил около 372 миллионов лет назад, в девонский период, и населял мелководную лагуну на суше, которая сейчас является частью северо-западной части России.
Эти прекрасно сохранившиеся окаменелости дают важнейшие данные о том, как могли произойти значительные изменения в дыхании, сенсорном восприятии, двигательной активности и кормлении по мере перехода тетраподов к жизни на суше.
Наиболее яркими особенностями черепа P. aelidae являются большие овальные глазные отверстия, расположенные высоко спереди и немног сбоку черепа, и обращенные к нему. Такая форма и положение глаз удивляет и указывает на то, что этот водяной житель смотрел над поверхностью воды.
Но для чего у P. aelidae такое расположение глаз? Необходимость обнаружения врагов на суше или в воздухе может быть исключена, поскольку в конце девонского периода таких животных там еще не было.
Одна из версий заключается в том, что P. aelidae искал добычу на берегу.
Если да, то какую наземную или полуземную добычу он наблюдал?
Некоторые полагают, что первые обитающие в воде тетраподы и их ближайшие рыбоподобные родственники могли стать жертвами беспозвоночных наземных беспозвоночных рыб типа Arthropoda, к которым относятся насекомые. Однако крупные членистоногие, которые могли бы обеспечить пищу, достаточную для содержания животного размером с P. aelidae, в девонский период были редки. Кроме того, у P. aelidae были большие клыки, что говорит о том, что он охотился в основном на позвоночных. Возможно, он искал останки рыбы, застрявшей на берегу.
Еще одной отличительной особенностью P. aelidae является чрезвычайно низкое положение, близкое к челюстям, ноздрей, которые находились бы под водой. Это поразительно контрастирует с высоким положением глаз и сильно отличается от конфигурации ноздрей у современных водных тетрапод, таких как крокодилы, гиппопотамы или лягушки.
Глаза этих животных сидят на голове, а их ноздри также высоко расположены на морде, что позволяет им дышать воздухом, глядя из воды.
Судя по их положению под водой, ноздри P. aelidae nares выступали в качестве отверстий, через которые во время дыхания в жабры направлялся приток воды.
У P. aelidae также была возможность дышать воздухом через большое отверстие в черепе, называемое дыхательной трубкой, и такой процесс дыхания, вероятно, был бы аналогичен процессу, используемому современной воздухоплавающей рыбой.
Такое низкое положение ноздрей наблюдается у наиболее известных ранних тетрапод (называемых стеблевыми тетраподами) девонского периода (приблизительно 419,2-358,9 млн. лет назад) и карбонатного (358,9-298,9 млн. лет назад).
У всех этих животных переход от ноздрей к полости рта все еще мог использоваться для транспортировки воды, а не воздуха. Некоторые окаменелости стеблевых тетрапод, например, из группы колостеидов, утратили свое дыхательное отверстие, поэтому они должны были полагаться на жаберное дыхание.
У некоторых других ранних тетрапод, которые появились позже P. aelidae и были более развиты, чем их предки (состояние описывается как более производное), дыхательная трубка отсутствует, и ее место занимает ухо. ноздри этих тетраподов больше и выше на морде, чем у предков, что позволяет предположить, что они использовали свои гвозди для переноса воздуха в легкие, подглядывая из воды, наблюдая за добычей.
Останки P. aelidae представляют собой сокровищницу информации, которая может помочь разобраться в некоторых сложных эволюционных изменениях, произошедших при переходе позвоночных от водной к наземной жизни. Это открытие также напоминает нам о том, что в следующей захватывающей главе этой детективной истории еще многому предстоит научиться.
