Угреобразное тело и нитевидные плавники африканских двоякодышащих рыб, казалось бы, вряд ли сделают их новаторами в области локомоции. Однако свойственные им особенности передвижения, недавно описанные учеными из Чикагского Университета, способны переписать эволюционный путь жизни на Земле из воды на сушу.

Исчерпывающий анализ видео, опубликованной в трудах Национальной академии наук, свидетельствуют о том, что африканские двоякодышащие рыбы могут использовать тонкие брюшные плавники не только для поднятия своего тела над грунтом, но и для продвижения вперед. Ранее считалось, что данные способности впервые появляются у древнейших наземных позвоночных, существовавших позднее предков двоякодышащих.

Результаты наблюдений переопределили ряд эволюционных событий, приведших к переходу к наземному образу жизни. В частности, предполагается, что обнаруженные ископаемые следы, которые длительное время приписывались древним четвероногим, в действительности, принадлежат лопастевидным плавникам предков двоякодышащих.

«В числе данных следов имеются такие, которые оставлены животными при чередовании конечностей, поэтому высказывалась мысль об отпечатках четвероногих на твердом субстрате,» — сказала Мелина Хейл, доктор философии, адъюнкт-профессор отделения организменной биологии и анатомии. «Мы обнаружили, что водные животные с совершенно иной морфологией, чем у четвероногих, способны оставлять схожие следы».

За своё уникальное эволюционное наследие двоякодышащие рыбы являются очень популярными в палеонтологическом сообществе.

По словам Хизер Кинг, аспиранта и ведущего автора исследования, эти животные занимают уникальную нишу, располагаясь между рыбами и наземными позвоночными. Они тесно связаны с водными обитателями, которые могли выйти на сушу, однако последние по прошествие многих миллионов лет вымерли.

В то время как в научном сообществе ходили слухи, касающиеся передвижения двоякодышащих, не проводилось детального исследования биомеханики их локомоторной активности. На работу Кинг вдохновили необычные перемещения на тонких конечностях африканской двоякодышащей рыбы (Protopterus annectens), содержащейся лаборатории в качестве объекта исследования Майкла Коутса, соавтора работы.

Protopterus annectens (илл. headbanger_jib; www.predatoryfishkeepers.com/forums/showthread.php?7344-protopterus-annectens&language=ga)

Группа создала специальный аквариум, в котором перемещения рыбок записывались на камеру сбоку и снизу. На видео было видно, что двоякодышащие обычно пользуются брюшными плавниками для приподнимания своего тела и продвижения вперед. Не смотря на схожесть брюшных и грудных плавников, последние, как было показано, не участвуют в перемещении.

На видео показано перемещение Протоптеруса сверху. Можно видеть активную работу брюшных плавников и отсутствие движения со стороны груудных плавников.

На видео показано перемещение Протоптеруса сверху. Можно видеть смену типа движений брюшных плавников с последовтельное на синхронную.

Продемонстрировано поднятие тела при движении брюшных плавников Протоптеруса.

Кинг подчеркнула важность наблюдения именно за живыми животными, которые дают возможность точного определения локомоторной активности. С другой стороны, при рассмотрении костей ископаемых видов, никогда нельзя наверняка определить особенности передвижения.

Представители вида Protopterus annectens демонстрировали как одновременные движения правой и левой конечностью, а также поочередное отталкивание ими. Профессор отделения организменной биологии и анатомии, Коутс отметила заманчивость идеи, в которой окаменелые следы приписываются наземным позвоночным, имеющим пятипалые конечности, однако появляются доказательства того, что двоякодышащие могут оставлять подобные отпечатки.

Возможность использования данными животными тонких нитевидных плавников в качестве опоры предположительно способствовало тому, что рыбы перестали нуждаться в водной среде обитания. Благодаря способности заполнять легкие воздухом, двоякодышащие могли увеличить плавучесть передней части тела, что позволило тонким задним конечностям поднять его над землей.

Проведенное наблюдение позволяет предположить, что многие события, необходимые для перехода из воды на сушу, произошли задолго до появления таких древних наземных позвоночных, как тиктаалики (Tiktaalik), которые, как считается, сделали первый решительный шаг на сушу. Предки двоякодышащих рыб, а также наземных позвоночных могли передвигаться с помощью задних конечностей и ходить по твердому субстрату дна озера или болота миллионы лет назад, задолго до появления наземных животных с пятипалыми конечностями.

——
www.uchospitals.edu/news/2011/20111212-lungfish.html