Древние животные > Древняя морская жизнь > Первые рыбы

Древние рыбы

Первые рыбы появились около 450 миллионов лет назад, эволюционировав, возможно, из древних мягкотелых организмов. Медленно передвигаясь по морскому дну, они питались, процеживая пищу из воды, проходящей через их жабры. Первые древние рыбы не очень походили на современных: у них не было челюстей (и, следовательно, рта, который можно было бы открывать и закрывать), плавников и, вероятно, головы в обычном смысле этого слова. Ученые предполагают, что их тела имели форму шланга с простыми пищеварительными органами и нервным канатиком, проходящим спереди назад и поддерживаемым хордой - своего рода жёстким поддерживающим материалом. Хорда была чрезвычайно важна, потому что гораздо позже ей предстояло развиться в позвоночник.

Первой рыбой, которая напоминала современных рыб, была остракодерма, жившая около 400 миллионов лет назад. У этого существа не было челюстей, костлявого черепа и толстой панцирной брони на спине. Спинной мозг проходил от шеи до хвоста; у него было два коротких плавника.

Численность и виды рыб быстро увеличивались с начала девонского периода (около 395 миллионов лет назад).

Костистые рыбы появились 250 млн лет назад. Быстро распространились повсеместно, образуя необычайное многообразие форм и видов.

У рыб развились челюсти, которые позволили им охотиться за пищей по всему морю, и пары плавников, которые стабилизировали их тело и сделали их более быстрыми пловцами. Благодаря подвижности они утратили свой тяжёлый спинной панцирь, заменив его чешуёй. Акулы появились в девонские времена, причём некоторые виды достигали 15 метров в длину.

Считается, что двоякодышащие рыбы представляют собой переходную стадию между рыбой (которая живёт исключительно в воде) и амфибией (которая может выживать как на суше, так и в воде). У двоякодышащих рыб были настоящие лёгкие - они могут подниматься на поверхность воды, чтобы дышать. У них были пары плавников спереди и сзади, которые они использовали как ноги, чтобы ползать по илистому дну рек и озёр. Несмотря на то, что они проводят всю свою жизнь в воде, двоякодышащие рыбы могли пережить длительные периоды засухи, замедляя функции своего организма и зарываясь в ил.

Плавники рыб и конечности наземных позвоночных являются гомологичными структурами, что означает, что они имеют общие гены и образуются в результате сходных процессов. Этот же ген контролирует даже формирование кончика плавника и пальцев рук и ног у четвероногих позвоночных.

Недавно обнаруженная окаменелость древней рыбы бросает вызов тому, что мы знаем об эволюции челюстей. Окаменелость возрастом 420 миллионов лет, найденная учёными в китайской провинции Юньнань, по-видимому, имеет костистую челюсть, характерную для современных рыб. Это говорит о том, что челюсти в том виде, в каком мы их знаем, могли развиться гораздо раньше, чем считалось ранее: у маленькой древней рыбки появились челюсти.

Первые позвоночные животные на пути эволюции «сделали» нечто совершенно особенное. Они продублировали базовое количество генов от своих простейших предков вместо того, чтобы изобретать множество новых генов.

У мух около 10 000 генов, у кольчатых червей - около 13 000. А вот у мышей и людей, то есть млекопитающих, общее количество генов около 60 000. Позвоночные продублировали гены своих более простых предков не один раз, а дважды. Затем они совсем немного изменили их, и у потомков древних хордовых появилось в четыре раза больше генов, которые создали совершенно новые структуры.

Увеличив в четыре раза объем генетической информации, доступной для развития и совершенствования, древние рыбы смогли бы развить сложные тела и навсегда изменить мир. Некоторые из новых дублированных генов участвовали в эволюции позвоночника - ключевой черты группы позвоночных, представители которой в конечном итоге будут доминировать на суше, в море и в воздухе. Эти фантастические клетки развили нервный тяж хордовых, образовав очень мощный компонент позвоночных, называемый нервным гребнем.

У хордовых этот нервный гребень практически не формируется, как и позвоночник. У настоящих позвоночных нервный гребень обладает достаточной генетической мощью от всех дублированных генов, чтобы создавать такие сложные структуры, как черепа, челюсти, зубы, а также элементы нервной системы. Используя этот мощный генетический инструментарий, древние рыбы стали первыми настоящими позвоночными.

Первыми древними рыбами были бесчелюстные «пылесосы» (цефаласписы), которые, вероятно, выглядели похожими на увеличенного мускулистого амфиокса. Первыми костеподобными структурами были внешние пластины, которые покрывали рыбу наподобие панциря (отсюда и название - панцирные рыбы), но со временем развились кости, черепа и челюсти, которые находились внутри тела.