Марсело Санчес - Эмбрионы в глубинах времени

Небольшой размер выводка также был зарегистрирован для других хорошо сохранившихся ископаемых млекопитающих. Скелет ореодонта Merycoidodon culbertsoni из олигоцена Южной Дакоты, вымершего родственника парнокопытных (Cetartiodactyla), демонстрирует наличие в тазовой области двух хрупких, но довольно полных черепов, которые были описаны как «близнецы» в матке.

Более молодые ископаемые эмбрионы млекопитающих известны для некоторых вымерших гигантских наземных ленивцев из плейстоцена Южной Америки, и для мамонтов из Сибири. Их не полностью сформированные кости демонстрируют анатомические детали, которые решают вопросы, связанные с идентификацией костей, которые во взрослом состоянии слишком изменились по сравнению с костями других видов. В некоторых случаях черепа взрослых особей из-за слияния отдельных элементов или изменения пропорций несут неожиданные особенности, если их сравнивать с другими родственными формами, или у них в анатомии отсутствует ожидаемый элемент. Например, на первый взгляд, на черепе взрослого человека отсутствует предчелюстная кость. Но, как обнаружил в девятнадцатом веке Гёте, исчезновение шва — вот причина, которая объясняет кажущееся отсутствие кости, которая фактически присутствует в нашем черепе.

Редкая возможность взглянуть на шаги эволюции истории жизни у весьма особенной разновидности млекопитающих стала реальностью благодаря открытию Maiacetus inuus , раннего кита из Пакистана возрастом 47,5 миллионов лет. Был найден ископаемый образец с меньшей особью внутри его полости тела. Авторы исследования интерпретировали меньший экземпляр как расположенный в положении in vivo внутри матки взрослой беременной самки, собирающейся рожать. Положение головой вперёд при родах у предполагаемого зародыша похоже на положение зародыша у наземных млекопитающих и показывает, что эти животные, в отличие от современных китов, рождали потомство на суше. Хорошо развитый набор зубов у зародыша был истолкован как признак относительной зрелости при рождении, предполагающий, что новорождённые особи у Maiacetus были, вероятно, активными сразу после рождения. Как и у других предковых китообразных, у Maiacetus было четыре ноги, видоизменённых для гребущего плавания, но способных, вероятно, выдерживать его вес на суше, с похожими на плавники лапами.

Но некоторые коллеги с богатым опытом в области анатомии китообразных привели доводы против истолкования находки как плода Maiacetus : положение меньшей особи относительно позвоночного столба старшей особи слишком близко голове предполагаемой матери, на уровне желудка, и отсутствие позвонков её хвоста больше соответствует интерпретации меньшей особи в качестве добычи. Но, каким бы ни был результат этой дискуссии, этот пример показывает важность исследования судьбы трупов умерших животных, когда они разлагаются и начинают процесс сохранения в ископаемом состоянии. Наука, посвящённая такого рода исследованиям, тафономия, становится значимой при исследовании ископаемых эмбрионов и других ключевых окаменелостей, сохраняющих мягкие ткани.

Благодаря исследованиям в области тафономии мы достигли понимания того, как лучше интерпретировать анатомические детали важных окаменелостей. Исследуя характер посмертного разложения, мы знаем, как анатомические составляющие, отличающиеся друг от друга по своим химическим свойствам, теряются на разных стадиях разложения. Также могут возникать топографические изменения структур организма, которые ещё более затрудняют интерпретацию на первый взгляд полных окаменелостей.

Примечательный пример такого рода исследований касался темпа и последовательности разложения отдельных деталей строения у видов базальных позвоночных. Задачей Роберта Сансома, Марка Пурнелла и их коллег в Лестере была интерпретация анатомии предположительных ранних ископаемых хордовых путём исследования их ныне живущих аналогов после смерти. В процессе разложения детали анатомии, образованные мягкими тканями, имеют тенденцию к разрушению, но не все особенности исчезают в одинаковом темпе. Хотя эта работа не касалась эмбрионов или особенностей онтогенеза, она упоминается здесь, поскольку иллюстрирует тафономический подход, а также имеет отношение к приобретению первыми, вымершими представителями родословной ветви особенностей строения, чем-то способствующих пониманию происхождения систем развития, которые обеспечивают появление этих особенностей. Сансон и его коллеги изучали разложение только что умерших особей ланцетника Branchiostoma lanceolatum и миноги Lampetra fluviatilis . Среди деталей, важных для изучения у ископаемых остатков, были глаза, хвост и предшественник позвоночника, известный как нотохорд. Органы были помещены для гниения внутрь прозрачных пластиковых коробок, заполненных солёной водой и инкубируемых при 25 градусах Цельсия сроком до двухсот дней.

Исследователи зафиксировали процесс распада для каждой анатомической детали и подсчитали изменения в соответствии с простой системой оценки. Деталями строения, более стойкими к разложению были те, которые являлись общими особенностями всех позвоночных, например, нотохорд. Напротив, детали строения, эволюционировавшие позднее, сгнили первыми. Это прискорбно, поскольку позже возникшие детали строения, которые различают близкородственных животных внутри родословной ветви, являются наиболее информативными для целей реконструкции эволюционного древа.

Исследование показало, что, будь окаменелость остатками примитивного хордового или разложившегося позвоночного, по отношению к ней требуются тщательные анатомические и химические исследования. Некоторые из кембрийских ископаемых форм, которых касается это тафономическое исследование, при более тщательном изучении могут оказаться более близкими родственниками позвоночным, чем считалось до этого. Вероятно, мы этого никогда не сможем узнать, если принимать во внимание превратности отклонений тафономического характера. Отложения во всём мире полны окаменелостей, которые ещё ждут того момента, когда их обнаружат, равно как и сотни кабинетов в музеях, и эти окаменелости не представляют собой такой сложности для интерпретации, как эти кембрийские формы.

Другой пример тафономических исследований, на сей раз более подходящий к теме этой книги, касается процесса разложения и тафономии крошечных эмбрионов. Эти исследования были инициированы открытием в последние двадцать лет кембрийских эмбрионов многоклеточных животных из Китая. Эти окаменелости по расположению клеток и форме похожи на эмбрионов современных морских животных, но они очень мелких размеров и сложны для изучения. Поэтому даже их органическая природа может оказаться под вопросом и в некоторых случаях действительно подвергалась серьёзным сомнениям.