Согласно новому исследованию, опубликованному 14 октября в журнале Nature, первые шеи у наших далёких предков могли появиться скорее в связи с освоением ходьбы, чем ради способности осматриваться по сторонам. Учёные построили модели, показавшие, насколько ограниченно эти существа могли двигать головой. В работе участвовал Том Стюарт, доцент биологии в Университете штата Пенсильвания.
У рыб плечи напрямую соединены с черепом, поэтому, чтобы посмотреть влево или вправо, им приходится разворачиваться всем телом. Около 380 миллионов лет назад некоторые животные, переходившие от водного образа жизни к наземному, начали обзаводиться отдельной шеей. Однако, как показали новые данные, свободы для движения головы это им почти не добавило.
Исследователи объединили новые находки окаменелостей с механическими испытаниями на живых рыбах. Выяснилось, что шеи этих древних существ оставались жёсткими, что ставит под сомнение давнюю гипотезу о том, будто они сформировались ради более свободного движения головы. Среди переходных форм был тиктаалик, чьи остатки находят на острове Элсмир в канадской территории Нунавут в Северной Арктике.
«Это действительно интересное время в истории Земли, когда формируются первые леса и происходит радикальная перестройка планеты, — отметил Стюарт. — Понимание того, когда именно наша линия совершила переход от воды к суше, как это произошло и какие анатомические системы менялись, — важная часть этой истории. Здорово, что многие изменения скелета, происходившие тогда, около 380 миллионов лет назад, до сих пор отражаются в нашем теле».
Чтобы проверить прежнее объяснение, учёным пришлось воссоздать позвоночник, непохожий на тот, что есть у большинства современных позвоночных. У ранних четвероногих и их близких родственников через весь позвоночный столб проходил длинный тяж ткани — нотохорда, а позвонки были мелкими и располагались вокруг этого крупного мягкого стержня. Поскольку мягкие ткани редко сохраняются в окаменелостях, исследователи измерили жёсткость нотохорды у современных осетров, которых иногда называют живыми ископаемыми за примитивные черты, и перенесли эти свойства на модели древних шей.
Результаты удивили авторов: подвижность головы почти у всех изученных животных оказалась незначительной. «Подъём головы у этих животных был не больше, чем можно ожидать у рыб, а иногда и меньше, — сказала первый автор работы Дана Корнейзел, постдокторант Уппсальского университета в Швеции. — Мы обнаружили, что то скручивание головы, которое мы делаем, когда мотаем головой, ни для одного из этих животных не было возможно». По мнению исследователей, отдельная шея возникла скорее из-за анатомических изменений, связанных с использованием передних конечностей для передвижения, а большая гибкость появилась позже как дополнительное преимущество.