Эволюция рыб начиналась с головы. Новая пищевая база требовала изменений в первую очередь в строении челюстей. «Реформирование» туловища и плавников стартовало после инженерных перестроек в черепе.
Скелет головы ископаемой рыбы Dunkleosteus terrelli (фото bahayla).
История жизни на Земле знала несколько массовых вымираний, но всякий раз после этого выжившие виды проявляли огромную биологическую изменчивость. Оставшиеся захватывали новые биологические ниши, что и приводило к богатству жизненных форм. Особенно хорошо это можно видеть на примере рыб: доисторические рыбы подчас выглядят плодом воображения художника, нежели реальным, когда-то жившим организмом. Особенно буйную фантазию эволюция проявила у них при устройстве головы.
В теории эволюции есть понятие адаптивной радиации, когда на основе общего строения тела начинают происходить относительно небольшие изменения. Так от одной главной группы начинают ответвляться побочные виды, заполняющие те или иные биологические ниши. Характерный пример — современные цихловые рыбы, которых сейчас свыше тысячи видов, или вьюрки на Галапагосских островах, коих изучал Дарвин: при общей схожести между собой птицы демонстрировали разнообразнейший набор типов клюва.
Насчёт древних рыб биологи считали, что прежде у них формировался тип строения тела, а изменения в скелете головы происходили уже потом, при освоении новых экологических ниш. Параллельно существует и другая точка зрения, согласно которой все изменения в облике рыб произошли быстро и внезапно, после чего наступил длительный период затишья. Однако ни одно из этих предположений не проверялось на ископаемом материале. Палеобиологи из Чикагского (США) и Оксфордского (Великобритания) университетов решили проанализировать ископаемые останки древних рыб на соответствие этим точкам зрения и обнаружили, что обе гипотезы не совсем верны.
Учёных интересовали два периода в эволюции — время после масштабного девонского вымирания, которое наполовину сократило разнообразие морской жизни, и период, наступивший за последним, мел-палеогеновым вымиранием, уничтожившим вместе с динозаврами шестую часть всех видов. После первого в гору пошли лучепёрые рыбы, предки большинства современных рыб; после второго расцвели ныне вымершие акантоды.
Исследуя останки, учёные обращали внимание на геометрию тела рыб, расположение плавников и строение ротового аппарата. Особенностью их анализа было то, что изменения в строении головы рассматривались отдельно от таковых во всём остальном теле, что позволило точно определить хронологию развития разных отделов скелета и, соответственно, изменений в облике рыб. В обоих случаях, как пишут авторы в журнале Proceedings of the Royal Society B, после каждого вымирания взрыв разнообразия жизненных форм начинался с головы. Сперва эволюция изощрялась, придумывая новые варианты челюстей, снабжая их кусающими острыми или дробящими тупыми зубами, придумывая способы их крепления к другим костям черепа. И только потом дело доходило до формы тела: от широкой, дискоообразной — до вытянутой, змеевидной.
По мнению палеобиологов, главной движущей силой в эволюции рыб были пищевые ресурсы. Рыбы обнаруживали новую пищу, и строение их челюстей и головы в целом приспосабливалось к тому, чтобы лучше её поедать. Позднее изменения касались остального тела: из-за новой еды необходимо было менять способ передвижения, место обитания и т. п. Но начиналось всё с челюстей и головы.
Могли ли другие группы позвоночных развиваться по такому же сценарию? Как замечают авторы работы, эволюция — слишком сложный и многофакторный процесс, и любая глобальная гипотеза должна подтверждаться многими исследованиями, чтобы получить право на существование...
