Исследование, опубликованное 25 февраля в журнале PLOS Biology, совершило важное открытие в области эволюционной биологии. Учёные установили, что уникальная конструкция наших суставов, которая обеспечивает скелету одновременно подвижность и прочность, имеет гораздо более древнее происхождение, чем считалось ранее. Она появилась не у наземных животных, а у самых первых челюстных рыб — наших далёких предков, живших сотни миллионов лет назад. Работа, проведённая под руководством Ниилимы Шармы из Чикагского университета, позволяет по-новому взглянуть на историю эволюции опорно-двигательного аппарата позвоночных.
Что такое синовиальные суставы и почему они важны?
Синовиальные суставы — это сложные и высокоэффективные «шарниры» нашего тела. Их ключевая особенность — наличие специальной заполненной жидкостью полости между костями, которая действует как смазка и амортизатор. Именно такие суставы обеспечивают широкий диапазон движений в наших коленях, локтях и плечах, сочетая гибкость с механической стабильностью. Долгое время было известно, что подобные суставы есть у всех наземных позвоночных (тетрапод) и костных рыб, что намекало на их общее эволюционное происхождение. Однако точный момент их появления на эволюционной шкале времени оставался загадкой.
Сравнительный анализ древних линий рыб
Чтобы найти ответ, международная команда исследователей обратилась к изучению двух древнейших групп позвоночных. Они детально проанализировали анатомию и процессы развития суставов у бесчелюстных рыб (представленных морской миногой) и хрящевых рыб (бамбуковых акул и малых скатов).
Обратите внимание: Объединенные Арабские Эмираты выбрали первых двух космонавтов.
Результаты оказались поразительно чёткими: у хрящевых акул и скатов были обнаружены полноценные полостные суставы, а также ключевые белки и генетические программы, управляющие их формированием, которые идентичны таковым у других позвоночных. В то же время у миног, представляющих более примитивную бесчелюстную линию, подобные структуры полностью отсутствовали.Подтверждение от ископаемых
Чтобы закрепить свои выводы, учёные использовали методы компьютерной томографии для изучения окаменелостей. Они идентифицировали структуру, очень похожую на синовиальный сустав, у ископаемой панцирной рыбы Bothriolepis, жившей в девонском периоде. Эта находка стала древнейшим из известных на сегодняшний день палеонтологических свидетельств существования таких суставов.
Эволюционный вывод и его значение
Собранные данные позволяют сделать фундаментальный вывод: синовиальные суставы являются общей чертой всех челюстных позвоночных (грызущих рыб, амфибий, рептилий, птиц и млекопитающих), но отсутствуют у их бесчелюстных родственников. Следовательно, этот революционный «инженерный» элемент скелета впервые возник у общего предка всех челюстных рыб. Как отмечают авторы исследования: «Появление подвижных суставов у наших рыбоподобных предков позволило им двигаться и питаться новыми способами. Это исследование показывает, что процессы развития, ответственные за формирование таких суставов, возникли глубоко в эволюционном древе рыб». Таким образом, гибкость наших рук и ног — это прямое наследие от древних обитателей морей.
В перспективе учёные планируют расширить поиск, изучив морфологию суставов у других ископаемых видов, а также углубить молекулярно-генетические сравнения между разными группами позвоночных. Это поможет раскрыть ещё больше деталей о том, как сложные анатомические структуры формировались на заре эволюции позвоночных животных.
Читайте все последние новости палеонтологии на New-Science.ruБольше интересных статей здесь: Новости науки и техники.