О месте черепах в эволюционном дереве земной жизни. Эволюция черепахи

Загадка происхождения черепах не дает покоя ученым в течение нескольких столетий. Это и в самом деле очень необычные пресмыкающиеся. Уже в 18 веке выдвигались смелые гипотезы относительно того, откуда у них взялись настолько уникальные туловища, и от каких предков они могли произойти. С той поры наука шагнула далеко вперед, сформулировав, в частности, теорию эволюции, однако многие из тех старинных вопросов до сих пор, к огромному сожалению, не получили окончательного ответа. Значимый прогресс в понимании истории происхождения черепах был достигнут лишь в последние десятилетия – благодаря генетике, биологии развития и изучению ископаемой летописи.

Черепахи испокон веков вызывают интерес любознательной части населения. Наверное, потому, что они разительно отличаются от всех других живых существ нашей планеты. Особенно впечатляет вид их скелета в продольном разрезе. Просто удивительно, как обширные участки ребер, вросших в кожу костей, позвонков, лопаток, слиты воедино и формируют характерный черепаший панцирь. Эти животные, по сути, носят скелет не в себе, а на себе. Ни одному другому существу, обладающему костями, не удалось повторить этот потрясающий фокус. Особого упоминания заслуживают черепа этих пресмыкающихся. В них отсутствуют суставы и полости, характерные для других позвоночных. Нет у черепах и зубов.

Генеалогия черепахи

Для определения общих предков тех или иных животных ученые обычно сравнивают сходные черты, однако у черепах много так называемых «аутапоморфий», то есть признаков, имеющихся только у них и ни у кого другого. Это в значительной степени усложняет понимание того, с какими именно представителями животного царства их следует сопоставлять. Обычно из затруднений подобного рода помогает выйти ископаемая летопись. Она позволяет взглянуть на предшествующие этапы эволюционного развития, увидев там утраченные черты. Последние могли бы указать на родство черепах с другими группами животных, у которых эти признаки наблюдаются сегодня или существовали ранее. Проблема в том, что палеонтологам до сих пор не удалось обнаружить достаточное количество останков этих пресмыкающихся.

Предком черепах принято считать пермского эвнотозавра (Eunotosaurus) — небольшое ящерообразное животное с короткими и очень широкими рёбрами, образующими подобие спинного щита

Если в случае с птицами, китами, человеком, многими другими существами эволюционный ряд выглядит относительно полно, то о черепахах этого нельзя сказать при всем желании. До недавнего времени древнейшие из найденных окаменелостей подозрительно напоминали современных животных этого отряда. Все аутапоморфии, по крайней мере, в них уже наличествовали. Это значит, что ранним представителям этой ветви не хватило элементарной порядочности оставить хоть какие-то следы своего существования на планете.

Подпишитесь на наше сообщество «ВКонтакте»

Все это привело к рождению множества гипотез, порой крайне оригинальных. Ученые заставляли черепах кочевать из одной области эволюционного древа позвоночных в другую. Одно время предполагалось, что они являются относительно близкими родственниками прочих современных рептилий. Согласно альтернативной теории, черепахи – это потомки очень древней «породы», возникшей до разделения рептилий и млекопитающих. Авторы ещё нескольких гипотез постулировали нечто среднее между этими крайностями.

ЭТО ИНТЕРЕСНО: На Урале женщина обнаружила на балконе экзотическую змею

К счастью, в последнее время эволюционная история черепах начала, наконец, проясняться. Прежде всего, стоит выделить генетические исследования этих пресмыкающихся. Данный вид изысканий часто позволяет установить истину там, где анатомия направляет ученых по ложному следу. Что-то похожее произошло и в этом случае. Современные рептилии, в том числе ящерицы, змеи, крокодилы, а также примкнувшие к ним птицы, объединяются в подкласс диапсид. И если большинство анатомических исследований выводят черепах за пределы этой обширной группы живых существ, то данные, полученные с помощью изучения ДНК, как правило, помещают их в нее – чаще всего как близких родственников архозавров, то есть крокодилов и птиц. Генетические исследования пока далеко не идеальны, однако тот факт, что их результаты в данном вопросе раз за разом согласовываются друг с другом, выглядит весьма интригующе.

Развитие эмбриона черепахи на ранних стадиях в сравнении с другими видами

Важным источником информации интересующего нас характера может стать биология развития. Ученые, работающие в этой относительно новой области научных исследований, отслеживают этапы развития черепашьих эмбрионов. Данный метод демонстрирует, как формируются различные части тела этих пресмыкающихся и позволяет иногда понять, откуда взялись упомянутые выше аутапоморфии. Полученная информация указывает, где именно искать источники для сравнения черт и признаков, и на что обращать внимание при анализе обнаруживающихся окаменелостей.

Ископаемые черепахи

Наконец, об ископаемых останках. Следует отметить, что палеонтология в последние годы также добилась заметных успехов в деле установления истоков черепашьего рода. В течение долгого времени самыми древними его представителями считались проганохелисы, обитавшие на Земле 210 миллионов лет назад. У этих существ были зубы, но во всех других отношениях они довольно сильно смахивают на современных черепах. Недавние же открытия позволили заглянуть глубже в эволюционную историю этих пресмыкающихся. Палеонтологам удалось обнаружить на территории нынешнего Китая останки одонтохелиса и эоринхохелиса, живших немногим ранее. У двух этих древних существ были зубы. Широкие ребра образовывали панцирь, но полноценного «купола» из них не получалось.

Проганохелис — один из предков современной черепахи. Жили более 200 млн. лет назад, имел зубы, панцирь и очень схожее строение скелета

Ещё более ранним оказался найденный в Германии паппохелис, также с недоразвитым панцирем. В голове у этого вымершего животного было больше полостей, чем у черепах, что делает его похожим на рептилий-диапсид. На данный момент времени самым древним предком интересующих нас животных отдельные исследователи считают эунотозавра, у которого были схожие ребра и дыхательная система. Однако у этого существа не было панциря и наличествовали «лишние» полости в черепе. В общем и целом, перечисленные окаменелости позволяют составить неплохое представление об эволюционной истории черепах. Похоже на то, что сначала у их предков, имевших привычку закапываться в грунт, появились широкие ребра и крепкие туловища. Со временем это привело к образованию постоянной защитной оболочки. Лишние полости в черепе постепенно исчезли, а затем та же судьба постигла и зубы.

ЭТО ИНТЕРЕСНО: Живут ли крокодилы в соленой воде?

Самое замечательное, что обнаруженные окаменелости всякий раз верифицируют то, на что указывают данные, полученные с помощью других научных методов. Полости черепа – это анатомическая подсказка, связывающая черепах с рептилиями-диапсидами, и она подтверждается генетическими исследованиями. Форма ребер самых ранних предков, ещё не обладавших панцирем, идеально соответствует той картине, которую наблюдают биологи, следящие за развитием эмбрионов черепах. Надо понимать, впрочем, что ученым, задавшимся целью установить эволюционные корни этих существ, придется ещё немало потрудиться. Ископаемая летопись по-прежнему скудна, анализы ДНК нуждаются в подтверждении из «независимых источников», да и процессы развития черепах никак нельзя назвать до конца понятными.

Отпечаток окаменелости эунотозавра. У него были схожие ребра и дыхательная система, но не было панциря, зато присутствовали «лишние» полости в черепе

Тем не менее, поток новых данных постепенно формирует некий научный консенсус по интересующему нас вопросу. Не только об этапах эволюции черепах, но и об их месте в генеалогическом древе земной жизни. По всей видимости, они действительно являются довольно близкими родственниками сохранившихся до нынешних времен рептилий. Комплексный подход к поиску ответов подобного рода кажется крайне перспективным. Он позволяет интегрировать в единое целое данные, полученные специалистами разных областей научных исследований. Вполне возможно, что в ближайшем будущем он уточнит эволюционную историю многих других существ, живых и мертвых: рептилий, крокодилов, змей, динозавров, далее по списку.