Как рыбы эволюционировали, чтобы ходить
Мы, люди, наряду с медведями, ящерицами, колибри и тираннозаврами, на самом деле являемся лопастепёрыми рыбами (саркоптеригиями). Доказательства этого — в наших генах, анатомии и окаменелостях.
Рыбы эволюционировали способность «ходить» как минимум пять раз независимо (эволюционная конвергенция). Некоторые виды подтягиваются вперёд с помощью развитых передних плавников, другие «ходят» по дну океана.
Наш предок-саркоптеригий развил лёгкие, костные конечности и более прочный позвоночник ещё до выхода на сушу. Эти адаптации были полезны в воде и стали «преадаптациями» для жизни на земле.
Переход из воды на сушу — одно из важнейших событий в эволюции позвоночных. Он мог начаться как способ спасения от хищников. К тому времени суша уже была богата растениями (мхи, хвощи, папоротники) и членистоногими.
Примеры «ходячих» рыб
- Лопастепёрые рыбы (саркоптеригии), ведущие к наземным позвоночным (тетраподам), либо вымерли (например, Tiktaalik), либо настолько изменились, что мы больше не считаем их рыбами (все тетраподы). Общий предок, вероятно, был похож на латимерию («живое ископаемое»).
- Грязевой прыгун (Oxudercidae) использует грудные плавники для ходьбы по суше в мангровых зарослях, чтобы спасаться от хищников, искать пищу и взаимодействовать с сородичами.
- Клариевый сом (Clarias batrachus) «ходит» по суше на грудных плавниках, чтобы перебираться из пересыхающих водоёмов в новые.
Генетика ходьбы
Малый скат (Leucoraja erinacea) — хрящевая рыба, родственная акулам и скатам. Он независимо от саркоптеригиев эволюционировал «ходьбу» под водой на плавниках, похожих на ноги.
Недавнее исследование его генома показало:
- Для ходьбы на плавниках он использует всего 10 мышц (тетраподы для движения конечностями используют около 50).
- Учёные обнаружили схожие паттерны экспрессии генов в моторных нейронах, контролирующих мышцы конечностей, у ската, мыши и курицы. Это указывает на общий генетический механизм, лежащий в основе ходьбы, несмотря на разные эволюционные пути.
Люди — лучшие ходоки
К концу триасового периода (~201 млн лет назад) динозавры и млекопитающие развили отличные способности к бегу. Люди усовершенствовали их, развив адаптации для выносливого бега на длинные дистанции:
- Пружинное ахиллово сухожилие (накопление энергии).
- Длинный шаг и сбалансированный центр тяжести.
- Потение для охлаждения.
Бег и ходьба использовались для охоты, спасения от хищников и собирательства. Они сформировали нашу анатомию, физиологию, культуру и остаются ключевыми для благополучия и эволюционного успеха.