Ученые меняют представление о первых наземных позвоночных: обнаружен ископаемый череп с признаками растительноядного питания

Первые этапы жизни на Земле были связаны с морскими экосистемами, в то время как переход на сушу стал сложным и затяжным процессом. Исследования показывают, что растения начали осваивать сушу около 475 миллионов лет назад, за ними последовали первые наземные позвоночные. На протяжении десятков миллионов лет ранние наземные животные преобладающим образом питались другими животными. Однако недавняя находка ископаемого черепа на острове Нова Скотия в Канаде может изменить это представление.

Группа ученых из Полевого музея Чикаго, Университета Торонто, Университета Карлтона и Национального музея естественной истории Смитсоновского института представила данные о черепе возрастом 307 миллионов лет, который принадлежит одному из самых ранних наземных позвоночных, способных к растительноядному питанию. Исследование опубликовано в журнале Nature Ecology and Evolution.

«Это одно из старейших известных четырехлапых животных, которые начали есть растительность,» – отмечает Арьян Манн, помощник куратора окаменелых рыб и ранних тетраподов в Полевом музее и один из авторов исследования. «Это показывает, что эксперименты с растительноядным питанием начались с самых первых наземных тетраподов — древних предков всех наземных позвоночных, включая нас».

Команда назвала новый вид Tyrannoroter heberti в честь его первооткрывателя, Брайана Хаберта. На текущий момент найден только череп, но, по различным окаменелостям, предполагается, что это было коренастое четырехлапое животное длиной около 30 сантиметров, «приблизительно в размере и форме американского футбольного мяча,» как уточняет Манн.

Борьба с природными условиями

Необычная находка была совершена на острове Кейп-Бретон, где работа вечерней команды ученых напоминала соревнование с природными силами — там расположены самые высокие приливы в мире. «Когда мы работаем там, мы фактически соревнуемся с приливом, когда океан вновь заливает побережье», – говорит Манн. Ископаемый череп был найден Брайаном Хабертом внутри окаменевшего пня дерева, а всю полевую работу координировала профессор палеонтологии Хиллари Маддин из Университета Карлтона.

Форма черепа оказалась достаточно уникальной — он был широкий и сердцевидный, узкий у носа и широкий в задней части. «В течение пяти секунд взгляда на него я понял: ‘О, это пантилазовый микросаур’,» – вспоминает Манн.

Пантилады представляют собой ранний этап оседлости жизни на суше и близкие родственники группы, которая впоследствии развила яйца, способные сохраниться сухими на суше. «Пантилады появились на втором этапе оседлости, когда животные стали постоянно приспосабливаться к жизни на суше,» – добавляет он.

Находка, изменившая представления о растительноядных

Одной из ключевых характеристик была зафиксирована в черепе, так как его челюсть окаменела в закрытом состоянии. Исследователи воспользовались томографией, чтобы создать 3D-модель, что позволило сравнить устрашающее множество зубов, напоминающих набор для измельчения. «Нас особенно поразило, что внутри рта животного находилось множество дополнительных зубов для дробления и перемалывания пищи, таких как растения,» – говорит Маддин, старший автор статьи.

Эти зубы располагались на крыше рта и могли эффективно перетирать жесткие части растений, такие как зрелые листья и стебли. Команда утверждает, что найдены также признаки сильной нижней челюсти с одним большим зубом, который совпадал с верхней челюстью.

«Интересно, что долгое время считалось, что растительноядные диеты были характерны только для амниот. Tyrannoroter heberti является стем-амниотом, но имеет специализированные зубы, которые могли использоваться для переработки растительности,» – добавляет Ханс Сюс, старший научный геолог и куратор отдела палеонтологии позвоночных в Смитсоновском институте и соавтор исследования.

Несмотря на растительноядность, можно предположить, что Tyrannoroter также потреблял насекомых и других мелких животных, что возможно способствовало формированию кишечных бактерий, необходимых для обработки растительности.

Анализ и выводы

Недавняя находка помогает уточнить временные рамки возникновения растительноядности у наземных позвоночных, что может помочь ученым восстановить ранние пищевые сети. Исследования показывают, как изменения в питании могут повлиять на выживаемость животных в условиях быстрой смены экосистем, что особенно актуально в свете современных климатических изменений.

«На конце карбона экосистемы тропических лесов пришли в упадок, что повлияло на многие виды организмов,» — заключает Манн. Эти данные могут стать важным аргументом в обсуждениях о последствиях изменения климата для растительноядных животных.

Таким образом, исследования Tyrannoroter heberti открывают новую главу в понимании эволюции ранних наземных позвоночных и их взаимодействия с окружающей средой.