Змії відмовилися від кінцівок, щоб пристосуватися до риючого способу життя • Юлія Кондратенко • Новини науки на "Елементи" • Екологія, Палеонтологія, Еволюція

Змії відмовилися від кінцівок, щоб пристосуватися до риючого способу життя

Мал. 1. вгорі – розташування кісток внутрішнього вуха в черепі змії (показано помаранчевим). внизу – зразки структур внутрішнього вуха у змій, провідних (зліва направо) Водний, наземний і риє спосіб життя; Vestibule – переддень. Малюнок з обговорюваної статті вScience Advances

Походження змій – не до кінця вирішене питання. Одні вчені вважають, що змії втратили кінцівки, щоб вести риє спосіб життя, а інші – що змії пристосовувалися до життя у водному середовищі. На користь першої точки зору з'явився новий аргумент. Дослідники продемонстрували, що внутрішнє вухо змії, що жила 90 мільйонів років тому, схоже на внутрішнє вухо сучасних змій, провідних риє спосіб життя, а не наземний або водний. Особлива структура внутрішнього вуха риють змій допомагає їм краще відчувати низькочастотні вібрації ґрунту.

Змії різко виділяються на тлі інших хребетних повним (або майже повним) відсутністю кінцівок. Вчені вже давно сперечаються, які фактори привели до появи тварин з такою незвичайною формою тіла. Напрошуються дві версії. Перша – що змії втратили кінцівки, намагаючись стати схожими на черв'яків, щоб пристосуватися до життя в грунті.Друга – що змії пішли по шляху вугрів і інших подібних риб з довгастим тілом, пристосованим до плавання. Розібратися з походженням змій допоміг би добре збережений кістяк древнього представника цієї групи: по співвідношенню довжин хвостового і туловищного відділу хребта можна визначити, до якої місці існування адаптувалася змія. Але, на жаль, стародавні скелети дуже рідко чекають палеонтологів цілими. Тому цікаво, що автори недавньої статті в журналі Science знайшли дотепний спосіб передбачати існування змій навіть по погано збереженим останкам.

Вчені звернули увагу на структуру внутрішнього вуха змій. Цей складний орган допомагає тварині орієнтуватися в просторі, відповідаючи не тільки за слух, а й за відчуття рівноваги. Логічно було припустити, що в залежності від місця існування змії структура її внутрішнього вуха може змінюватися. За допомогою рентгенівської томографії вчені відсканували структури внутрішнього вуха 34 сучасних і викопних змій.

Виявилося, що у змій, що живуть в грунті, є яскраво виражені особливості структури внутрішнього вуха, які відрізняють їх від водних змій і змій, провідних наземний спосіб життя (рис. 1).У риють змій було особливо велике переддень – частина внутрішнього вуха, куди відкриваються орган слуху (равлик) і орган рівноваги, що складається з півколових канальців. Переддень внутрішнього вуха ґрунтових змій було майже сферичним і займало весь обсяг, який обмежували напівкружні канальці. Цікаво, що у змій, які зазвичай ведуть наземний спосіб життя, але можуть закопуватися в землю, якщо їх потурбувати, переддень теж було розширеним, але все ж не таким великим, як у постійних мешканців грунтів. Вчені припускають, що великі передодня внутрішнього вуха допомагають зміям налаштуватися на сприйняття низькочастотних коливань грунту.

Пристрій внутрішнього вуха у змій, провідних наземний спосіб життя, і у змій – мешканців водного середовища було досить подібним, але все ж акуратний аналіз тривимірних координат дозволив розрізнити і органи представників цих двох груп. За структурам внутрішнього вуха змії розбивалися на групи в залежності саме від середовища проживання, а не від своєї філогенетичної приналежності або, наприклад, розмірів тіла. Виходить, що навіть якщо нам відома лише структура внутрішнього вуха змії, по ній все одно можна з великою ймовірністю передбачити, в якому середовищі жило тварина.

З огляду на ці результати, дослідники вирішили визначити по кістках внутрішнього вуха середовище проживання змії Dinilysia patagonica, Що жила в верхнемелового періоді, близько 90 мільйонів років тому (див. H. Zaher and C. Scanferla, 2012. The skull of the Upper Cretaceous snake Dinilysia patagonica Smith-Woodward, 1901, and its phylogenetic position revisited). Вона була знайдена в Аргентині і вперше описана в 1901 році (A. Woodward, 1901. On some Extinct Reptiles from Patagonia, of the Genera Miolania, Dinilysia, and Genyodectes), І до сих пір немає єдиної думки з приводу її точного місця в класифікації – проте вже ясно, що Dinilysia patagonica перебувала десь біля основи філогенетичного древа сучасних змій. Повного скелета не збереглося, але кістки внутрішнього вуха були знайдені в доброму стані (рис. 2), так що дослідники змогли їх відсканувати і порівняти зі структурами внутрішнього вуха змій відомих середовищ існування. Виявилося, що внутрішнє вухо Dinilysia patagonica явно входить в ту ж групу, що і органи риють змій. Дослідники навіть точно оцінили ймовірність, з якою їх модель передбачила спосіб життя цієї стародавньої змії, – 93,4%. Dinilysia patagonica тепер можна вважати найбільшою роющей змією в історії (її довжина 1,8 м): раніше відомі представники цієї групи досягали лише 1,6 метрів в довжину, а сучасні риє змії і зовсім коротше одного метра.

Мал. 2. череп Dinilysia Patagonica з Аргентинського музею природних наук (Museo Argentino de Ciencias Naturales), за яким була побудована 3D-модель внутрішнього вуха. A, B, C, D і E – вид зверху, знизу, праворуч, ліворуч і позаду. Фото зі статті H. Zaher and C. Scanferla, 2012. The skull of the Upper Cretaceous snake Dinilysia patagonica Smith-Woodward, 1901, and its phylogenetic position revisited

Для тих, хто все-таки сумнівається, що Dinilysia patagonica ставилася до предків сучасних змій, а не до сестринської гілки, вчені вирішили окремо побудувати моделі внутрішнього вуха предка сучасних змій. Для цього дослідники поєднали побудовані моделі внутрішнього вуха, враховуючи місце кожної з змій в прийнятій на даний момент класифікації. Чим далі змія відстояла від останнього загального предка змій, тим менше був внесок моделі її внутрішнього вуха в модель внутрішнього вуха загального предка. Трохи змінивши параметри суміщення, вчені побудували дві ймовірні моделі внутрішнього вуха останнього загального предка сучасних змій. Судячи з побудованим моделям, це гіпотетичне тварина теж вело риє спосіб життя.

джерело: Hongyu Yi and Mark Norell. The burrowing origin of modern snakes // Science Advances. 2015. V. 1. No. 10. P. e1500743. DOI: 10.1126 / sciadv.1500743.

Див. також:
Meghan Rosen. Snakes evolved from burrowing ancestor, new data suggest // ScienceNews. November 27, 2015.

Юлія Кондратенко


Like this post? Please share to your friends:
Залишити відповідь

;-) :| :x :twisted: :smile: :shock: :sad: :roll: :razz: :oops: :o :mrgreen: :lol: :idea: :grin: :evil: :cry: :cool: :arrow: :???: :?: :!: