Около 400 миллионов лет назад некоторые рыбы стали первыми позвоночными животными, вышедшими на сушу. Теперь ископаемая челюсть, найденная на севере Австралии, может помочь объяснить, чем питались эти пионеры.
Древние лопастепёрые рыбы
Лопастепёрые рыбы, такие как латимерии, тесно связаны с современными двоякодышащими рыбами. Двоякодышащие получили своё название потому, что эти «живые ископаемые» из Африки, Южной Америки и Австралии могут дышать воздухом.
Ископаемые челюсти древних двоякодышащих рыб, живших 380 миллионов лет назад, были повторно исследованы с использованием новых методов, чтобы выяснить их рацион. Результаты представлены в статье, опубликованной в журнале iScience.
Ископаемые были найдены в формации Гого на северо-западе Австралии. Породы в этой формации относятся к позднему девону. Девон, также известный как «Век рыб», длился с 419 по 359 миллион лет назад. В то время регион Гого был мелководным рифом в тропическом климате.
Анализ 3D-моделей
Анализ 3D-моделей (FEM) был проведён на челюстях пяти из одиннадцати видов древних двоякодышащих рыб, найденных в формации Гого. КТ-сканирование было выполнено на расширенной группе из семи видов. Вы можете просмотреть виртуальные 3D-модели онлайн на Morphosource.
Эти методы позволили палеонтологам измерить прочность и особенности окаменелых челюстей, чтобы увидеть, как разные виды сосуществовали.
Понимание рациона древних двоякодышащих рыб может пролить свет на эволюцию первых четвероногих — позвоночных, которые ходят по суше.
«Мы постепенно разбираемся в деталях того, как тела и образ жизни этих животных менялись, когда они переходили от рыб, живших в воде, к четвероногим, передвигавшимся по суше», — говорит автор исследования Алиса Клемент из Университета Флиндерса в Южной Австралии.
«Наш обширный набор данных предлагает наиболее детальную количественную оценку эффективности укуса у любых ископаемых рыб, обеспечивая биомеханические доказательства разнообразных адаптаций к питанию и разделения экологических ниш внутри двоякодышащих рыб Гого», — говорит соавтор Ольга Панагиотопулу из Университета Туро в США.
«Затем мы смогли смоделировать напряжение и деформацию, которые испытывали эти нижние челюсти во время укуса», — говорит она.
Выводы
Результаты исследования опровергают более ранние представления, основанные на размере и форме ископаемых челюстей. «Результаты были несколько неожиданными: некоторые „крепкие“ на вид нижние челюсти, по-видимому, не были так хорошо приспособлены к укусам, а некоторые более изящные или тонкие челюсти, по-видимому, могли выдерживать напряжение и деформацию очень хорошо», — говорит соавтор Джон Лонг, также работающий в Университете Флиндерса.
У Пиллархархинха были самые крепкие челюсти, что позволяет предположить, что он был наиболее вероятным из позднедевонских двоякодышащих рыб Гого, питавшихся добычей с твёрдой оболочкой. У Грифогнатуса была уникальная челюсть «утиного» вида, похожая на современного утконоса, которую можно было использовать для просеивания осадка в поисках пищи. У Ринидиптера была тонкая челюсть с удивительно высокой устойчивостью к стрессу.
Лонг говорит, что хищные двоякодышащие рыбы, эволюционировавшие для заполнения определённых экологических ниш, были, вероятно, источником их замечательной диверсификации в позднем девоне.
«Позднедевонские рифы формации Гого были поистине уникальным сообществом двоякодышащих рыб с видами, обладающими целым рядом различных моделей поведения и способностей», — говорит ведущий автор Джошуа Бланд, также из Университета Флиндерса.
«Было чрезвычайно приятно получить части этой истории, скрытые в костях. Было впечатление, что мы приподняли завесу над некоторыми реальными функциями, стоящими за формой. Было впечатляюще увидеть, как более сложная морфология лучше справлялась с нашими тестами».