Исследование опубликовано в журнале Nature 12 февраля 2014 года.Позвоночные животные, или животные с позвоночником, бывают двух основных моделей: без челюстей и с челюстями.
Сегодня единственные бесчелюстные позвоночные — миноги и миксины, тогда как челюстные позвоночные насчитывают более пятидесяти тысяч видов, включая нас. Известно, что челюстные позвоночные произошли от бесчелюстных, что привело к драматической анатомической трансформации, которая фактически выворачивала лицо наизнанку.У эмбрионов бесчелюстных позвоночных блоки ткани растут вперед по обе стороны от мозга, встречаясь по средней линии спереди, образуя большую верхнюю губу, окружающую единственную срединную «ноздрю», которая находится прямо перед глазами.
У челюстных позвоночных эта же ткань вырастает вперед по средней линии под мозгом, проталкиваясь между левым и правым носовыми мешками, которые открываются отдельно наружу. Вот почему у нашего лица две ноздри, а не одна большая дыра посередине. Передняя часть мозга также намного длиннее у позвоночных с челюстями, в результате чего наш нос располагается на передней части лица, а не далеко позади между нашими глазами.
До сих пор было очень мало известно о промежуточных этапах этой странной трансформации. Ученые изучили череп Ромундины, ранней бронированной рыбы с челюстями, или плакодермы, из арктической Канады.
Череп является частью коллекции Французского национального музея естественной истории в Париже.У Romundina есть отдельные левая и правая ноздри, но они сидят далеко позади, за верхней губой, как у бесчелюстного позвоночного. «Этот череп представляет собой смесь примитивных и современных черт, что делает его бесценным промежуточным звеном между бесчелюстными и челюстными позвоночными», — говорит Винсент Дюпре из Упсальского университета, один из двух ведущих авторов исследования.Путем визуализации внутренней структуры черепа с помощью высокоэнергетического рентгеновского излучения на Европейском синхротроне (ESRF) в Гренобле, Франция, авторы показывают, что в черепе находился мозг с коротким передним концом, очень похожим на мозг позвоночного без челюсти. .«По сути, Romundina имеет строение челюстного позвоночного животного, но имеет пропорции безчелюстного», — говорит Пер Альберг из Упсальского университета и другой ведущий автор исследования. «Это показывает нам, что организация основных тканевых блоков была первой, что изменилось, и что форма головы впоследствии изменилась», — добавляет он.Поместив Ромундину в ряд других ископаемых рыб, более примитивных и более продвинутых, авторы смогли наметить все основные этапы перехода.
«Без интенсивного рентгеновского излучения, производимого в ESRF, мы не смогли бы создать виртуальное представление внутренних структур черепа», — сказала Софи Санчес из Европейского синхротрона (ESRF) в Гренобле.