Древняя мумия возрастом 289 миллионов лет раскрыла секрет первого рёберного дыхания на Земле
Палеонтологи представили миру крошечное ящероподобное ископаемое, которое переписывает историю о том, как сухопутные животные завоевали Землю. Это существо, известное как Captorhinus aguti, погибло в пещере в Ричардс-Спер, штат Оклахома, США, примерно 289 миллионов лет назад, в ранний пермский период. Благодаря необычному сочетанию бескислородной грязи и древних нефтяных просачиваний, оно мумифицировалось в трех измерениях. Эта уникальная среда защитила хрупкие мягкие ткани, такие как кожа и хрящи, которые обычно исчезают со временем, оставив образец застывшим в его естественной посмертной позе.
Это ископаемое, возраст которого составляет 289 миллионов лет, представляет собой древнейшее известное свидетельство существования рёберной дыхательной системы. Оно демонстрирует наследственный механизм, с помощью которого дышат сегодня амниоты — рептилии, птицы и млекопитающие. Несмотря на свои крошечные размеры — всего несколько сантиметров в длину, — эта мумифицированная окаменелость содержит органические молекулы, которые почти на 100 миллионов лет старше, чем предыдущий рекордсмен среди подобных находок — динозавр.
В новом исследовании команда использовала передовую нейтронную компьютерную томографию, чтобы неинвазивно заглянуть внутрь ископаемого. Этот метод выявил замечательно сохранившуюся кожу с «текстурой гармошки», оборачивающую туловище животного. Высокотехнологичная визуализация в сочетании с изучением двух других образцов позволила исследователям реконструировать первый полный дыхательный аппарат раннего амниота. Ученые обнаружили полный грудной комплект, включающий сегментированную хрящевую грудину и различные слои рёбер, которые крепили рёберную клетку непосредственно к плечу. Это показало, как древние рептилии совершили переход к сложному, управляемому рёбрами дыханию, которое используется современными сухопутными животными.
Это открытие подчеркивает серьезный эволюционный сдвиг от неэффективного дыхания амфибий к более мощной системе рёберной аспирации. До этого ранние амфибии заглатывали воздух, как воду, используя горло, чтобы накачивать кислород в легкие. Это был изнурительный, неэффективный процесс, который ограничивал активность животного. Captorhinus изменил правила. Используя мышцы для расширения своих рёбер наружу, он создавал вакуум, который всасывал воздух глубоко в легкие. Это называется рёберной аспирацией. Это было огромное усовершенствование: больше кислорода означало больше энергии. Больше энергии позволяло им охотиться, бегать и процветать в суровых условиях внутри континентов, куда их собратья-амфибии не могли последовать.
Исследователи предполагают, что система, найденная у Captorhinus, представляет собой исходное состояние для того типа рёберно-вспомогательного дыхания, которое присутствует у современных рептилий, птиц и млекопитающих. Эта маленькая рептилия представляет собой наследственный образец для почти каждого сухопутного позвоночного, которого вы видите сегодня. Будь то парящий в небе ястреб, мчащийся по саванне гепард или вы, сидящий за своим столом, — все мы используем рёберный двигатель, создателем которого стал Captorhinus в темной пещере Оклахомы в пермский период. Теперь образцы хранятся в Королевском музее Онтарио в Торонто и остаются доступными для мирового научного сообщества для дальнейших исследований.
Результаты были в журнале Nature 8 апреля.