Очень древняя панцирная рыба Entelognathus primordialis, открытая китайскими палеонтологами, в действительности оказалась по некоторым важным признакам скелета больше похожа на костных рыб, чем на панцирных. Вероятно, она была близка к общему предку обеих этих групп. Открытие этой переходной формы может означать, что наши собственные предки были гораздо больше похожи на панцирных рыб, чем раньше считалось, и что покровные кости нашего черепа произошли от сохранившихся структур, сходных с их «панцирем». Сами же панцирные рыбы — не уклоняющаяся обособленная ветвь (как опять же часто считалось раньше), а наши эволюционные «кузены».

 

Рыбами называются позвоночные, имеющие челюсти, живущие в воде и на всех стадиях жизненного цикла дышащие жабрами. Эти животные очень разнообразны. Когда-то всех рыб объединяли в один класс, но еще более полувека назад известный американский палеонтолог Альфред Ромер (Alfred Sherwood Romer) написал по этому поводу: «Обладай треска разумом, она с возмущением бы заявила, что с равным основанием всех наземных позвоночных можно причислить к одному классу, поскольку с ее точки зрения люди и лягушки очень сходны — те и другие обладают четырьмя конечностями и дышат легкими». По современным представлениям, есть четыре главные группы рыб:

1. Хрящевые рыбы. Они действительно совсем не имеют костной ткани. Самый известный представитель хрящевых рыб — акула.
2. Костные рыбы. К ним относится подавляющее большинство рыб, с которыми мы так или иначе имеем дело в жизни, от осетра до золотой рыбки. От костных рыб произошли наземные позвоночные.
3. Акантоды. Название этих рыб происходит от латинского слова acanthus — колючка, потому что обязательным элементом скелета их плавников являются крупные твердые шипы. Иногда акантод называют «колючими акулами». Эта группа — полностью вымершая.
4. Панцирные рыбы (плакодермы). Это очень необычные на наш современный взгляд рыбы, тело которых несет довольно мощный панцирь из костных пластин. Их не следует путать с панцирными бесчелюстными. Панцирные рыбы — тоже полностью вымершая группа.

Важнейшим компонентом тела рыб является покровный скелет (рис. 2) — набор костей, которые образуются из соединительнотканного слоя кожи и обычно имеют вид пластин, налегающих на другие органы (например, на мозговую коробку). Эти кости так и называются покровными (в отличие от замещающих, которые образуются из хряща). В разных группах рыб система покровных костей устроена по-разному. У костных рыб покровный скелет «макромерный», состоящий из крупных костей, которым даются постоянные названия; некоторые из этих костей сохранились и у нас, например лобные, теменные и скуловые. У акантод покровный скелет «микромерный»: он состоит из мозаики мелких пластиночек, похожих на чешуи. У хрящевых рыб, кроме чешуй, вообще ничего нет. И наконец, у панцирных рыб покровный скелет «макромерный»: он состоит из больших костных пластин, которые, однако, по своему расположению не имеют ничего общего с покровными костями костных рыб; никаких сравнимых элементов там найти не удается. Так, во всяком случае, считалось до самого последнего времени.

 

В прошлом году в отложениях силурийского периода Южного Китая была открыта рыба, получившая название Entelognathus primordialis (рис. 1). Описание этой находки было сделано в пекинском Институте палеонтологии позвоночных и палеантропологии (Institute of Vertebrate Paleontology and Paleoanthropology), а среди его соавторов — виднейшие современные палеоихтиологи китаец Минь Жу (Min Zhu) и швед Пер Альберг (Per Erik Ahlberg). Энтелогнатус — существо длиной около 20 см, с приплюснутой головой, маленькими глазами и мощной костной «броней» на передней части тела. Его облик вполне типичен для панцирной рыбы. Судя по форме тела и по степени «бронированности», он вёл придонный образ жизни — для панцирных рыб это тоже очень характерно. Расположение большинства покровных костей черепа у энтелогнатуса, как и следовало ожидать, имеет мало общего с картиной, обычной для костных рыб: например, срединные кости крыши черепа у него непарные (рис. 3, А). Но с костями челюстей ситуация иная. У энтелогнатуса нет характерных для панцирных рыб гнатальных пластинок, зато есть расположенные по краям рта покровные кости, вполне соответствующие одноименным костям костных рыб: предчелюстная, верхнечелюстная (на верхней челюсти) и зубная (на нижней челюсти; рис. 3, Б–Г).

 

В свое время Иоганн Вольфганг Гёте, который был не только поэтом, но и естествоиспытателем, прославился тем, что открыл у человека предчелюстную кость (praemaxillare), доказав нашу общность по этому признаку с другими позвоночными. Теперь эта кость, вместе с двумя другими покровными костями челюстей, обнаружена у панцирных рыб, демонстрируя их родство с костными. Иными словами, этот признак «продлен» в еще более давнюю эволюционную историю, чем считалось раньше.

Есть еще один важнейший признак, по которому панцирные рыбы отличаются от всех без исключения других челюстноротых позвоночных. Это — расположение челюстных мышц. У всех рыб, кроме панцирных, челюстные мышцы находятся снаружи от основного замещающего элемента верхней челюсти (до окостенения он называется нёбноквадратным хрящом), со стороны щеки. У панцирных рыб челюстные мышцы находятся внутри от нёбноквадратного хряща, со стороны ротовой полости (рис. 4).

Энтелогнатус сохранился достаточно хорошо, чтобы этот признак можно было изучить. И оказалось, что челюстные мышцы у него расположены не как у типичных панцирных рыб, а скорее именно как у костных (рис. 4).

Можно предположить, что у самых древних рыб нёбноквадратный хрящ не имел никаких разрастаний и челюстные мышцы направлялись от него просто вниз. Затем у панцирных рыб нёбноквадратный хрящ разросся со стороны щеки, оставив мышцы в ротовой полости, а у всех остальных — наоборот, образовал выступающую пластинку со стороны ротовой полости, оставившую мышцы на щеке (на рис. 4 эта пластинка обозначена со). Самое интересное, что по этому признаку энтелогнатус оказывается не в ветви панцирных рыб, а как раз на стороне «всех остальных». Действительно, исследователи пока формально не относят его ни к панцирным рыбам, ни к костным, а ограничиваются всего лишь указанием, что он — челюстноротое. Это самая настоящая промежуточная форма.

Энтелогнатус — очень древнее животное. Он жил 419 миллионов лет назад, в конце силурийского периода. Надо заметить, что «веком рыб» традиционно и вполне обоснованно считается следующий период — девонский; из силура же рыб известно не очень много, а те, которые там есть, наверняка очень примитивны. И тот факт, что столь древняя рыба по ряду важных признаков занимает промежуточное положение между панцирными и костными рыбами, может указывать или на очень близкое родство этих двух групп, или же на то, что эти признаки примитивны для всех рыб вообще (рис. 5).

 

В результате получает сильную поддержку старая идея, согласно которой «панцирное» состояние является для рыб исходным. Теперь можно предположить, что панцирные и костные рыбы просто сохранили общий тип покровного скелета («макромерный»), преобразовав его в каждой группе по-своему; а у предков акантод и хрящевых рыб крупные покровные элементы распались, дав «микромерный» тип. И основным направлением эволюции покровного скелета ранних позвоночных была его редукция, а не наращивание.

Еще один важный вывод из исследования энтелогнатуса заключается в том, что общие предки всех челюстноротых, по-видимому, были более похожи на костных рыб, чем это раньше считалось. Традиционно многие из нас, явно или неявно, представляли себе эволюцию рыб в виде некоего растущего вверх древа, у основания которого находятся архаичные ветви (например, акулы), а на вершине — костные рыбы. Теперь может получиться едва ли не наоборот. Палеонтология рыб сейчас развивается очень быстро, так что обретет ли эта мысль новые подтверждения, мы скоро узнаем.

 

Источник: http://elementy.ru/news/432099