Предки наземных позвоночных научились дышать по-новому еще в воде
Многопёр (Polypterus), самая примитивная из современных костных рыб, дышит с помощью брызгалец (специальных отверстий на голове). Ученые решили, что это анатомическое свойство являет собой первый этап эволюционного скачка от древних рыб к четвероногим, или наземным позвоночным.
Исследование Джона Лонга (John A. Long) из Университета Флиндерса (Австралия) привело ученого к выводу, что древний Gogonasus (лопастеперая рыба, один из представителей группы, из которой развились первые наземные позвоночные) также получал кислород через брызгальца.
"На голове многоперов имеются отверстия, но их предназначение оставалось неясным, пока нам не удалось пронаблюдать за рыбами длительное время. Только тогда мы выяснили, что через брызгальца они дышат", - рассказывает профессор Лонг.
"Мы всё еще держимся за туманные идеи XIX века об эволюции дыхания во время выхода наземных позвоночных на сушу - как будто рыбы выпрыгнули из воды, стали хватать ртом воздух и развивать конечности", - добавил ученый. "Наше же исследование показывает, что переход [к дыханию с помощью легких] начался еще когда рыбы плавали в воде".
Ученые наблюдали за одним из видов многоперов в Скриппсовском исследовательском институте в течении 360 часов, и измеряли количество получаемого ими кислорода. По словам Лонга, брызгальца многоперов - это неопровержимая улика, указыващая на способность гогонаса вдыхать воздух через отверстия в черепе.
"Аналогичные отверстия встречаются на черепах других девонских лопастеперых рыб, а также древнейших ископаемых четвероногих. Все эти данные указывают на то, что брызгальца были первыми органами воздушного дыхания у рыб, которые и помогли им выйти из воды и завоевать сушу".
Когда четвероногие потомки лопастеперых рыб окончательно оставили водоемы, они также перестали пользоваться брызгальцами, а дышать начали через рот и ноздри, как и люди. "Брызгальца же со временем стали слуховыми каналами, передающими звуки к мозгу - и в такой роли дожили до наших дней. Если бы не смелые эксперименты лопастеперых по дыханию через дырки в голове, мы могли бы и не получить такой острый слух" - говорит профессор.
Исследование представлено в журнале Nature Communications.
По материалам пресс-релиза университета.
Артём Космарский nauka21vek.ru