И наступила эра лучеперых

Самая мно­го­об­раз­ная и про­цве­та­ю­щая груп­па позво­ноч­ных на нашей пла­не­те — луче­пе­рые рыбы (Actinopterygii). Подав­ля­ю­щее боль­шин­ство видов рыб при­над­ле­жит это­му под­клас­су. По дан­ным моле­ку­ляр­ной фило­ге­нии и пале­он­то­ло­гии, совре­мен­ные луче­пе­рые рыбы (кости­стые, Teleostei) появи­лись око­ло 200 млн лет назад. Были они мел­ки­ми и эво­лю­ци­о­ни­ро­ва­ли доволь­но мед­лен­но. Всплеск их чис­лен­но­сти и раз­но­об­ра­зия про­изо­шел 100–50 млн лет назад. На этот про­ме­жу­ток при­шлось и мас­со­вое выми­ра­ние видов, вызван­ное паде­ни­ем асте­ро­и­да на полу­ост­ров Юка­тан 66 млн лет назад, лишив­шее нас дино­зав­ров и раз­де­лив­шее мело­вой пери­од и палео­ген. Логич­но было бы пред­по­ло­жить, что имен­но это собы­тие послу­жи­ло при­чи­ной экс­пан­сии луче­пе­рых, но дока­за­тельств не было.

Дока­за­тель­ства обна­ру­жи­ли про­фес­сор Инсти­ту­та оке­а­но­гра­фии Скриппса Кали­фор­ний­ско­го уни­вер­си­те­та в Сан-Диего Ричард Нор­рис (Richard Norris) и его аспи­рант­ка Эли­за­бет Сиберт (Elizabeth Sibert). Пале­он­то­ло­гов инте­ре­со­ва­ло, как пере­жи­ло боль­шое выми­ра­ние сооб­ще­ство пела­ги­че­ских рыб — оби­та­те­лей откры­то­го моря. После паде­ния метео­ри­та мел­ко­вод­ные виды рыб исчез­ли почти все, боль­шая часть акул и ска­тов уце­ле­ла, а о пела­ги­че­ских кости­стых рыбах было извест­но немно­го. (У акул и ска­тов ске­лет хря­ще­вой, и они отно­сят­ся к клас­су хря­ще­вых рыб, Chondrichthyes.)

Иссле­до­ва­те­ли ана­ли­зи­ро­ва­ли ихтио­ли­ты — мик­ро­ско­пи­че­ские зубы рыб и мине­ра­ли­зо­ван­ные кож­ные чешуи (ден­ти­ку­лы) акул, кото­рые извлек­ли из кер­нов глу­бо­ко­вод­ных оса­доч­ных пород пяти обла­стей Тихо­го и Атлан­ти­че­ско­го оке­а­нов, а так­же из извест­ко­вых обна­же­ний на юге Ита­лии — когда-то в этом месте было дно оке­а­на Тетис. Ихтио­ли­ты хоро­шо сохра­ня­ют­ся в оса­доч­ных поро­дах и встре­ча­ют­ся в боль­шом коли­че­стве, чаще, чем дру­гие эле­мен­ты ске­ле­та. Их мно­го­чис­лен­ность поз­во­ля­ет иссле­до­вать не отдель­ных осо­бей, а сооб­ще­ства рыб, про­сле­дить за изме­не­ни­ем их чис­лен­но­сти и био­раз­но­об­ра­зия.

Уче­ные рабо­та­ли с ихтио­ли­та­ми раз­ме­ром более 106 мкм. В каж­дой про­бе они опре­де­ли­ли соот­но­ше­ние зубов к ден­ти­ку­лам и про­ана­ли­зи­ро­ва­ли изме­не­ние раз­ме­ров и мор­фо­ло­гии зубов. Аку­льи зубы состав­ля­ют менее 1% ихтио­ли­тов, их лег­ко отли­чить от зубов луче­пе­рых рыб: они плос­кие, тре­уголь­ной фор­мы, часто име­ют зуб­ча­тые края. Поэто­му зубы счи­та­лись при­над­леж­но­стью луче­пе­рых рыб, а ден­ти­ку­лы — аку­льим атри­бу­том. Если соот­но­ше­ние зубов к ден­ти­ку­лам в опре­де­лен­ном объ­е­ме поро­ды было мень­ше еди­ни­цы, это, по мне­нию уче­ных, сви­де­тель­ство­ва­ло о пре­об­ла­да­нии акул, при соот­но­ше­нии боль­ше еди­ни­цы выше была чис­лен­ность луче­пе­рых.

Во всех кер­нах гра­ни­ца мело­во­го пери­о­да и палео­ге­на чет­ко опре­де­ля­ет­ся по слою с ано­маль­ным содер­жа­ни­ем ири­дия, а так­же по нали­чию тек­ти­тов — стек­ло­вид­ных обра­зо­ва­ний, воз­ник­ших в резуль­та­те уда­ра метео­ри­та о твер­дую поверх­ность пла­не­ты. В кон­це мело­во­го пери­о­да аку­лы, без­услов­но, доми­ни­ро­ва­ли над луче­пе­ры­ми рыба­ми. Вели­кое выми­ра­ние их прак­ти­че­ски не затро­ну­ло: абсо­лют­ное коли­че­ство аку­льих чешу­ек оста­ет­ся отно­си­тель­но посто­ян­ным в каж­дой про­бе и до, и после это­го собы­тия. Одна­ко отно­ше­ние коли­че­ства зубов луче­пе­рых рыб к чис­лу ден­ти­кул после выми­ра­ния меня­ет­ся. В кон­це мело­во­го пери­о­да оно было мень­ше еди­ни­цы, одна­ко за 500 тыс. лет после выми­ра­ния коли­че­ство зубов и ден­ти­кул прак­ти­че­ски срав­ня­лось. Их соот­но­ше­ние про­дол­жа­ло неуклон­но рас­ти и спу­стя 24 млн лет достиг­ло вось­ми­крат­ной раз­ни­цы.

Рис. 1. Ихтиолиты разных времен. В каждом образце сверху дентикулы, в середине — крупные зубы, а мелкие внизу. В палеоцене крупных зубов становится больше. Длина полоски — 1 мм. www.pnas.org
Рис. 1. Ихтио­ли­ты раз­ных вре­мен. В каж­дом образ­це свер­ху ден­ти­ку­лы, в сере­дине — круп­ные
зубы, а мел­кие вни­зу. В палео­цене круп­ных зубов ста­но­вит­ся боль­ше. Дли­на полос­ки — 1 мм.
www.pnas.org

Не толь­ко чис­лен­ность луче­пе­рых рыб стре­ми­тель­но уве­ли­чи­ва­лась во всех оке­а­нах, но и раз­но­об­ра­зие их. В мело­вом пери­о­де зубы луче­пе­рых были мел­ки­ми, но в нача­ле палео­ге­на, вско­ре после выми­ра­ния, появи­лось доволь­но мно­го луче­пе­рых с круп­ны­ми зуба­ми. Раз­ме­ры зубов у пела­ги­че­ских рыб не могут слу­жить инди­ка­то­ром раз­ме­ров тела: у неко­то­рых круп­ных рыб зубы мел­кие, а у малень­ких рыбе­шек они быва­ют длин­нее, чем у иных круп­ных видов. Иссле­до­ва­те­ли пола­га­ют, что луче­пе­рые ста­ли актив­но зани­мать новые эко­ло­ги­че­ские ниши, в резуль­та­те чего и появи­лись боль­ше­зу­бые рыбы. Они бла­го­ден­ство­ва­ли 6–7 млн лет, а затем их несколь­ко потес­ни­ли рыбы с зуба­ми сред­не­го раз­ме­ра, одна­ко боль­ше­зу­бые нику­да не исчез­ли (рис. 1). Раз­но­об­раз­ной ста­ла и фор­ма зубов луче­пе­рых (рис. 2).

Рис. 2. Окаменевшие зубы рыб и чешуи акул из южной части Тихого океана. Начало палеогена, массовое вымирание конца мелового периода закончилось. Длина полоски — 500 мкм. https://scripps.ucsd.edu
Рис. 2. Ока­ме­нев­шие зубы рыб и чешуи акул из южной части Тихо­го оке­а­на. Нача­ло палео­ге­на, мас­со­вое выми­ра­ние кон­ца мело­во­го пери­о­да закон­чи­лось.
Дли­на полос­ки — 500 мкм. https://scripps.ucsd.edu

Ричард Нор­рис и Эли­за­бет Сиберт под­чер­ки­ва­ют, что сооб­ще­ство пела­ги­че­ских позво­ноч­ных позд­не­го мела было чрез­вы­чай­но ста­биль­ным как по соот­но­ше­нию ихтио­ли­тов луче­пе­рых и акул, так и по раз­мер­ной струк­ту­ре зубов. Ника­ких тен­ден­ций к мед­лен­ным изме­не­ни­ям иссле­до­ва­те­ли не обна­ру­жи­ли. Сле­до­ва­тель­но, пере­ме­ны, насту­пив­шие в нача­ле палео­ге­на, про­изо­шли в резуль­та­те вне­зап­но­го собы­тия, ско­рее все­го паде­ния метео­ри­та и вели­ко­го выми­ра­ния. Исчез­ли хищ­ни­ки: круп­ные мор­ские реп­ти­лии и аммо­ни­ты — древ­няя груп­па голо­во­но­гих мол­люс­ков. Неко­то­рые виды аммо­ни­тов, питав­ши­е­ся планк­то­ном, кон­ку­ри­ро­ва­ли с рыба­ми за пищу. Изба­вив­шись от гне­та хищ­ни­ков и кон­ку­рен­тов, луче­пе­рые рину­лись осва­и­вать осво­бо­див­ши­е­ся эко­ло­ги­че­ские ниши, ранее для них недо­ступ­ные. Аку­лы их при­ме­ру не после­до­ва­ли и лишь под­дер­жи­ва­ли преж­нюю чис­лен­ность.

Стре­ми­тель­ная эво­лю­ция луче­пе­рых рыб напо­ми­на­ет исто­рию успе­ха мле­ко­пи­та­ю­щих, кото­рая в это же вре­мя раз­во­ра­чи­ва­лась на суше. Десят­ки мил­ли­о­нов лет мле­ко­пи­та­ю­щие суще­ство­ва­ли в тени дино­зав­ров, даже не мог­ли себе поз­во­лить вырас­ти, но после боль­шо­го выми­ра­ния достиг­ли уди­ви­тель­но­го раз­но­об­ра­зия раз­ме­ров и форм.

Иссле­до­ва­те­ли отме­ча­ют, что, не будь вели­ко­го выми­ра­ния, изме­нив­ше­го неве­ро­ят­но ста­биль­ные эко­си­сте­мы пела­ги­че­ских позво­ноч­ных, у луче­пе­рых рыб не было бы шан­сов заво­е­вать оке­ан, тем более так быст­ро. Имен­но выми­ра­ние ста­ло пово­рот­ным пунк­том в эво­лю­ции луче­пе­рых рыб и при­чи­ной их доми­ни­ро­ва­ния в совре­мен­ных морях. Нынеш­нюю эпо­ху вполне мож­но назвать эрой луче­пе­рых.

Sibert E. C., Norris R. D. New Age of Fishes initiated by the Cretaceous–Paleogene mass extinction /​/​ Proceedings of the National Academy of Sciences. 2015. doi:10.1073/pnas.1504985112

Если вы нашли ошиб­ку, пожа­луй­ста, выде­ли­те фраг­мент тек­ста и нажми­те Ctrl+Enter.

Связанные статьи

avatar
1 Цепочка комментария
0 Ответы по цепочке
0 Подписки
 
Популярнейший комментарий
Цепочка актуального комментария
1 Авторы комментариев
Макс1 Авторы недавних комментариев
  Подписаться  
Уведомление о
Макс1
Макс1

В ори­ги­на­ле ста­тьи на рисун­ке 1 вид­но, что рост чис­ла акул и луче­пе­рых рыб начи­на­ет­ся до слоя с ано­ма­ли­я­ми ири­дия и про­чих эле­мен­тов и при­хо­дит­ся на услов­ный конец Мела. Это хоро­шо соот­вет­ству­ет дан­ным Гер­ты Кел­лер и про­чих авто­ров о посте­пен­ном выми­ра­нии мол­люс­ков в тече­ние все­го Маастрих­та – послед­них 5 мил­ли­о­нов лет Мела и осво­бож­де­нию эко­ло­ги­че­ских ниш для рыб или уни­что­же­нию мно­гих видов мол­люс­ков аку­ла­ми, кото­рые в это вре­мя обнов­ля­ют свой видо­вой состав. В южном Тихом оке­ане в кон­це Мела идет мед­лен­ное повы­ше­ние чис­ла рыб, затем пик в нача­ле Палео­ге­на с рез­ким повы­ше­ни­ем и сни­же­ни­ем, в север­ном Тихом оке­ане рез­кий пик, кото­рый начи­на­ет­ся до ири­ди­е­во­го слоя, а мак­си­мум при­хо­дит­ся на услов­ный самый ран­ний Палео­ген, после чего так­же идет сни­же­ние.… Подробнее »

Оценить: 
Звёзд: 1Звёзд: 2Звёзд: 3Звёзд: 4Звёзд: 5 (Пока оценок нет)
Загрузка...
 
 

Сообщить об опечатке

Текст, который будет отправлен нашим редакторам: