Несмотря на то, что крокодилы часто изображаются как существа, которые остаются практически неизменными в течение миллионов лет, новое исследование Гарварда показывает, что крокодилы неоднократно изменяли свои модели развития, что приводит к большей части разнообразия, обнаруженного у современных живых крокодилов.
История, которую часто рассказывают о крокодилах, заключается в том, что они являются одними из самых прекрасно приспособленных существ на планете. Это живые окаменелости, которые оставались практически неизменными в течение миллионов лет
На протяжении всей своей эволюционной истории крокодилы, аллигаторы и их родственники неоднократно эволюционировали в ответ на диетические специализации: длинные морды для поедания рыбы, короткие морды для более жесткой добычи и умеренные морды для крупной добычи.
Исследования биологов призваны решить этот вопрос путем сравнения эмбрионального развития с ростом всех видов живых крокодилов. Их работа показывает, что разнообразие форм черепа, обнаруженное сегодня, реализуется путем изменения моделей развития в ходе эволюции.
Это исследование - всего лишь снимок эволюции крокодилов. Оно показывает, что животные возились со своей стратегией развития, чтобы успешно адаптироваться к окружающей среде.
Этот успех, по словам исследователей, отчасти объясняется их удивительной пластичностью. Крокодилы часто считаются неизменными во времени. Специалисты предполагают, что крокодилы разработали очень гибкий инструментарий развития. Они способны изменять скорость и сроки развития, что приводит к экологически различным формам с длинными, короткими и умеренными формами морды.
И что важно, по мнению ученых, эти общие формы не ограничиваются только живыми крокодилами. Они эволюционировали независимо несколько раз в ископаемой летописи.
В прошлом форма черепа использовалась для установления эволюционных отношений, поэтому, если животное было коротконосым, оно было связано со всеми другими коротконосыми видами.
Но с помощью современных анализов специалисты смогли определить, что многие животные с похожими мордами на самом деле не связаны друг с другом. Независимое приобретение той же формы морды, по-видимому, связано с аналогичными экологическими нагрузками, такими как употребление аналогичных продуктов.
Важная часть того, что делает аллигатора отличным от гарийского или карликового африканского крокодила, связана с изменениями в онтогенезе или эмбриональным развитием и пост-инкубационным ростом.
Учитывая, что эти различные формы эволюционировали независимо несколько раз, у исследователей есть возможность увидеть, существуют ли фундаментальные механизмы, лежащие в основе эволюции этих форм.
Ученые пытаются понять, как крокодилы это делают. Они делают это очень рано в эмбриональном развитии или это произойдет позже?
Чтобы получить ответы на эти вопросы, ученые просканировали десятки эмбрионов крокодилов, сфотографировал образцы после вылупления, хранящиеся в музеях по всему миру, и поместили каждый череп в определенные места, чтобы можно было отслеживать, как их форма менялась в процессе развития.
Один из действительно интересных результатов, который исследователи обнаружили, заключается в том, что за исключением двух самых экстремальных коротконосых форм, все другие крокодилы начинаются с одной и той же эмбриональной отправной точки.
Специалисты обнаружили, что онтогенетические траектории коротких форм по существу идентичны друг другу. Они имеют очень похожие взрослые формы, но у них очень разные способы добраться туда.
Исследователи сделали еще один шаг вперед в своем анализе. Они использовали онтогенетические траектории живых крокодилов, чтобы исследовать модель развития последнего общего предка современных крокодилов.
Ученые имеют данные о том, как развиваются эти животные. Основываясь на их эволюционных отношениях, они планируют реконструировать, как развивался их предок. Это необходимо, чтобы понять, как живые животные приобрели свои онтогенетические траектории, и как они немного изменили свою стратегию развития, чтобы в конечном итоге получить длинные или короткие морды.
Как показал анализ, у предка крокодилов был скорее умеренный хобот, похожий на современных крокодилов. Ученые планируют расширить свои исследования в рамках усилий по пониманию эволюции всей крокодиловой линии и продолжить изучение эмбрионального развития у современных крокодилов с целью выявления генетических сигналов, лежащих в основе изменений формы черепа.
Было важно установить, как современные крокодилы генерируют свои формы черепа эмбрионально, чтобы можно было сравнивать их с ископаемыми образцами.
