Древние когти ускоряют эволюцию наземных позвоночных

Отпечатки когтей в доисторическом известняке говорят о том, что первый общий предок рептилий, птиц и зверей появился на земле раньше, чем считалось.

Найденный в Австралии кусок доисторического песчаника со следами когтей сдвигает некоторые важные этапы в эволюции наземных животных дальше вглубь веков – дело в том, что эти следы относятся к тому времени, когда животных с когтями ещё не должно было быть. Возраст песчаника со следами определили в 355 млн лет, что соответствует началу каменноугольного периода. Считается, что тогда из позвоночных по земле ходили только некие амфибиеподобные существа. Хотя они могли жить на суше, от воды они всё же довольно сильно зависели – собственно, как и современные амфибии. Когда говорят о выходе животных на сушу, то обычно упоминают про превращение рыбьих плавников в лапы и появление лёгких: лапы помогают передвигаться в условиях, когда тебя не поддерживает вода, а лёгкие позволяют дышать воздухом. Но лёгкие и лапы – ещё не всё. Нужно как-то размножаться, а если размножаться на суше, нужно как-то защитить половые клетки и зародыш от высыхания. Защитить половые клетки можно, если перейти ко внутреннему оплодотворению, а защитить зародыш можно так называемыми зародышевыми оболочками.

По наличию или отсутствию зародышевых оболочек позвоночные делятся на анамний и амниот. У анамний, к которым относятся рыбы и амфибии, таких оболочек нет, у амниот – рептилий, птиц и зверей – они есть. Мы знаем, что рептилии и птицы (которые тоже по новейшей классификации тоже рептилии) откладывают яйца, но дело тут не только в яичной скорлупе. Зародышу по разным причинам нужна водная среда, и одна из оболочек под названием амнион эту среду ему и даёт. (Собственно, от амниона и возникли названия анамний и амниот.) Амниоты когда-то отделились от древних земноводных анамний, и дальше уже в этой отделившейся ветви начали формироваться рептилии (соответственно, среди анамний были различные доисторические амфибии). И вот в ходе эволюции у амниот появляется особенность, которая нет ни у каких анамний – это когти. У земноводных когтей нет, у рептилий, птиц и зверей они есть. Следы когтей на доисторическом песчанике могли оставить только амниоты.

Следы лап с когтями в австралийском песчанике; красными кружками обведены следы передних лап, синими кружками – задних. (Фото: Long, J. A. et al. Nature, 2025)

До сих пор самыми ранними эволюционными свидетельствами амниот был скелет одной рептилии возрастом 318 млн лет и следы другой рептилии примерно из того же времени. Следы первых наземных позвоночных, тетрапод, относятся к 380–390 млн лет назад. По этим датам получается, что амниоты ждали появления на свет как-то необычно долго. Новые следы, как было сказано, датировали 355 млн лет назад, и с ними приспособление позвоночных к суше выглядит более быстрым. Самая первая тетраподоподобная рыба, известная нам, это Tungsenia, чьи остатки датируются 410 млн лет назад. Такие рыбы вполне могли пробовать себя в кардинально новых условиях обитания. Затем 380–390 млн лет назад появляются следы земноводных тетрапод, а 355 млн лет назад по земле ходит уже кто-то с когтями. Амниот можно считать окончательно приспособившимися к суше, и в таком случае выход позвоночных на сушу занимает порядка 50 млн лет.

Песчаник с когтями подробно описывают в Nature сотрудники Уппсальского университета и Университета Флиндерса вместе с непрофессиональными исследователями, которые этот кусок песчаника, собственно, и обнаружили. От существа остались следы передних и задних пятипалых лап, когти на передних лапах чуть меньше, чем на задних. По размеру и форме тела этот представитель амниот был схож с нынешним полосатым вараном, который бывает в среднем 1,5–2 м в длину и массой около 20 кг. Отпечатков туловища и хвоста не осталось – может быть, они исчезли, а может быть, животное двигалось, касаясь земли только лапами. Если попытаться с учётом новой находки и с учётом того, что нам известно об эволюционных отношениях среди современных амниот, по-новому датировать этапы их развития, то получится, что последний общий предок современных амфибий, рептилий, птиц и зверей жил около 352 млн лет назад. В те времена территория Австралии находилась в районе экватора, будучи частью суперматерика Пангеи. Обнаруженные следы, возможно, помогут понять не только когда, но и где жили подобные сухопутные позвоночные, и где можно надеяться на новые находки такого рода.