Первые шеи у предков наземных позвоночных могли появиться не для свободного вращения головы, а в связи с переходом к передвижению с помощью передних конечностей. К такому выводу пришли учёные, смоделировав подвижность шеи древних животных. Результаты международной работы опубликованы 14 октября в журнале Nature, сообщает SciTechDaily.
У современных рыб плечевой пояс соединён непосредственно с черепом, поэтому для поворота в сторону им приходится разворачивать всё тело. Около 380 миллионов лет назад у некоторых животных, осваивавших мелководье и сушу, между головой и плечами сформировался отдельный участок тела — шея. Однако расчёты показывают, что сама по себе эта перестройка почти не увеличила диапазон движений головы.
Исследователи изучили представителей девонской фауны, существовавших примерно 420–360 миллионов лет назад. Эти животные сочетали признаки рыб и будущих наземных позвоночных: их мощные плавники могли помогать удерживать тело или перемещаться по дну, а строение скелета постепенно менялось. Одним из наиболее близких родственников четвероногих считается Tiktaalik, ископаемые остатки которого нашли на острове Элсмир в канадской территории Нунавут.
«Tiktaalik — одна из этих ископаемых рыб, впервые описанная в 2006 году», — сказал доцент биологии Университета штата Пенсильвания Том Стюарт. По его словам, долгое время считалось, что отделение головы от плечевого пояса должно было сделать движения головой более свободными. Предполагалось, что такая подвижность помогала искать пищу и замечать хищников в мелкой воде или на суше.
Проверить эту гипотезу позволило изучение осетровых рыб. У ранних четвероногих и их ближайших родственников позвоночник проходил вокруг хорды — длинного стержня из мягкой ткани, который простирался через весь позвоночный столб. Поскольку мягкие ткани почти не сохраняются в окаменелостях, учёные измерили жёсткость хорд современных осетров и использовали эти данные в компьютерных моделях шеи Tiktaalik и других переходных форм.
Моделирование показало, что отделение плеч от черепа не обеспечивало древним животным заметной свободы движений головы. «Мы обнаружили, что повороты головы, подобные тем, которые человек делает, качая головой, были невозможны у всех этих животных», — сказала первый автор исследования, сотрудница Уппсальского университета Дана Корнейзел. При этом расчёты учитывали только позвоночник, а мышцы, кожа и кожные кости могли дополнительно ограничивать подвижность. Учёные считают, что заметная гибкость шеи появилась у четвероногих позднее и не была первоначальной причиной отделения головы от плеч.