Qikiqtania wakei (лат., возможное русское название — кикиктания[1]) — вид тетраподоморф клады элпистостегалий[en] (Elpistostegalia), известных из верхнедевонской (нижнефранской) формации Фрам[en] (Fram Formation) в Нунавуте, Канада. Является типовым и единственным видом рода Qikiqtania. Анализ костей грудного плавника позволяет предположить, что кикиктания не могла использовать свои конечности для передвижения по суше или по дну[2], в отличие от тиктаалика (Tiktaalik roseae)[2][3]. Необычное строение плавника свидетельствует о том, что предки кикиктании вторично вернулись в открытые воды[2].

 Qikiqtania wakei
Известный материал
Известный материал
Научная классификация
Царство:
Подцарство:
Без ранга:
Род:
† Qikiqtania Stewart et al., 2022
Вид:
† Qikiqtania wakei
Международное научное название
Qikiqtania wakei Stewart et al., 2022
Ареал
изображение
Географическое и стратиграфическое положение места обнаружения остатков кикиктании (NUFV 137); остатки тиктаалика были обнаружены на участке NV0401, расположенном на 80 м ниже NUFV 137
Геохронология
Франский век

Открытие и наименование

 
Фотография пород формации Фрам[en], показывающая, где были обнаружены образцы кикиктании (NV0401) и тиктаалика (NV2K17)

Голотип кикиктании, NUFV 137, был обнаружен в 2004 году в слоях верхнедевонской (франской) формации Фрам на юге острова Элсмир, Нунавут, Канада[4]. Этот образец состоит из нижней челюсти, частичной левой верхней челюсти и нёба, жаберных пластин, цератогиале, сочленённого левого грудного плавника и различных сочленённых чешуек. На момент публикации описания вида (2022 г.) образец хранился в Канадском музее природы в Оттаве, Онтарио; в дальнейшем возможна его передача в Нунавут, если там появятся исследовательские и коллекционные центры[2].

На фоне революционных открытий, связанных с изучением чуть более древнего тиктаалика из той же формации, остатки кикиктании долгое время не исследовались. В марте 2020 года Джастин Лемберг и Томас Стюарт, научные сотрудники лаборатории доктора Нила Шубина в Чикагском университете, произвели компьютерную томографию одного из блоков породы с костями кикиктании. Они обнаружили скрытые под породой кости почти полного грудного плавника, что показало высокую научную значимость находки. Дальнейшее изучение остатков было заторможено закрытием кампуса университета в связи пандемией COVID-19. Летом 2020 года Марк Вебстер оказал помощь в обрезании блока с плавником, что позволило получить более качественный скан[5].

В июле 2022 года в журнале Nature было опубликовано научное описание Qikiqtania wakei за авторством Томаса Стюарта, Джастина Лемберга, Эйлиса Дейли, Эдварда Дэшлера[en] и Нила Шубина. Родовое название Qikiqtania происходит от названия региона Кикиктани, где были найдены окаменелости. Видовое название wakei дано в память о покойном биологе-эволюционисте Дэвиде Уэйке[en][2].

Описание

 
Размеры

Длина тела голотипа кикиктании оценивается в 75 см, что говорит о меньших размерах по сравнению с другими родственными ей элпистостегалиями[2]. Для сравнения: тиктаалик достигал от 1 до 2,5 м[6] (по другим данным, до 3 м[7]).

Авторы описания выделили следующую уникальную комбинацию признаков, отличавших кикиктанию от других известных элпистостегалий[2]:

Кикиктания обладала сильными челюстями, которые позволяли ей хорошо кусать и надёжно удерживать добычу. Зубы верхней челюсти были меньше, чем предчелюстные. Верхнечелюстные и предчелюстные зубы были одинаковыми по размеру. Вероятно, кикиктания могла втягивать пищу в рот с помощью всасывания[2][4]. Сохранившаяся чешуя имела ромбовидную форму, в целом аналогичную чешуе других обладавших плавниками элпистостегалий. Остатки чешуи обнаружены на туловище, включая среднюю линию спины и боковую линию, а также на грудном плавнике. Чешуя боковой линии — особого чувствительного органа рыб — представляла собой полностью закрытую трубку, соединявшуюся с внешней средой через поры[2].

Компьютерная томография породы, содержащей левый грудной плавник, показала, что внутри находится почти целая конечность: плечевая, локтевая, лучевая и полулунная кости, третий мезомер, третья радиалия, «паутина» плавника и связанные с ней чешуйки. Примечательно, что на плечевой кости кикиктании не было выступов, которые могли бы соответствовать местам прикрепления мышц и суставов, как у родственных полусубаэральных таксонов. Вместо этого верхняя часть плечевой кости была гладкой и изогнутой, что больше подходит для жизни под водой. Такое строение могло обеспечивать уникальную стратегию управления гидродинамическими силами. Другие стволовые тетраподы, такие как Tristichopteridae, Osteolepidae[en] или Rhizodontida[en], не обладали особенностями строения плавника, которые были характерны для кикиктании. Это навело палеонтологов на мысль о том, что строение плавника кикиктании было приобретено независимо, а не унаследовано от более примитивных рыб[2]. При этом предполагается, что тиктаалик мог использовать свои конечности для поддержания тела при передвижении по мелководью или на суше[3]. Авторы описания предположили, что предки кикиктании начали адаптироваться к земноводной экологической нише, но в какой-то момент им стало выгоднее оставить передние конечности загребающими воду[2][8]. Исследователи также предположили, что плечевая кость GSM 104536 из верхнего девона Шотландии входила в состав плавника-лопасти похожей на кикиктанию элпистостегалии. Это свидетельствует о большем разнообразии ранних элпистостегалий, чем считалось прежде[2].

Научно-популярный писатель Карл Циммер назвал открытие кикиктании мощным противодействием мифу о «марше прогресса»[9]:

Один из самых больших мифов об эволюции заключается в том, что это неумолимое движение прогресса. На самом деле эволюция — это не линейный путь, а ветвящееся дерево. Новые виды не возникают как часть какой-то долгосрочной цели; они приспосабливаются к новым возможностям в окружающей среде.

Карл Циммер, The New York Times

Филогения

Кикиктания является представителем элпистостегалий (Elpistostegalia) — группы лопастепёрых рыб (Sarcopterygii), которая в конечном итоге привела к возникновению четвероногих (Tetrapoda). Во всех филогенетических анализах она была восстановлена в более производной позиции, чем пандерихт. Взаимоотношения между кикиктанией, тиктааликом и элпистостегой разнятся в зависимости от метода анализа. Согласно байесовскому анализу, кикиктания может быть сестринским таксоном тиктаалика. В анализе с использованием метода максимальной парсимонии[en] она занимает промежуточную позицию между тиктааликом и элпистостегой. Оба варианта имеют довольно слабую поддержку. Ниже представлена строго консенсусная кладограмма, полученная Stewart et al. (2022) с использованием метода максимальной парсимонии[a][2]:


  1. Eotetrapodiformes: ближайший общий предок Eusthenopteron и Ichthyostega и все его потомки[10].
    Elpistostegalia: ближайший общий предок Panderichthys, Elpistostege и четвероногих и все его потомки[11] (или Panderichthys и все более продвинутые таксоны[12]).
    Stegocephali: наибольшая клада, включающая Eryops megacephalus, но не Tiktaalik roseae, Panderichthys rhombolepis и Eusthenopteron foordi[13][14].
    Tetrapoda s. l.: позвоночные с исходно пятипалыми конечностями[15][16][17].

Примечания

  1. Михаил Орлов. Пока тиктаалик осваивал сушу, его родственник кикиктания предпочёл остаться в воде, Naked Science. Архивировано 22 июля 2022 года. Дата обращения 1 августа 2022.
  2. 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 Stewart T. A., Lemberg J. B., Daly A., Daeschler E. B., Shubin N. H. A new elpistostegalian from the Late Devonian of the Canadian Arctic (англ.) // Nature : journal. — 2022. — Vol. 608. — P. 563—568. — ISSN 1476-4687. — doi:10.1038/s41586-022-04990-w. — PMID 35859171.
  3. 1 2 Daeschler E. B., Shubin N. H., Jenkins F. A. A Devonian tetrapod-like fish and the evolution of the tetrapod body plan (англ.) // Nature : journal. — 2006. — Vol. 440, iss. 7085. — P. 757—763. — ISSN 1476-4687. — doi:10.1038/nature04639. — Bibcode2006Natur.440..757D. — PMID 16598249.
  4. 1 2 Thomas Stewart. Meet Qikiqtania, a fossil fish with the good sense to stay in the water while others ventured onto land, The Conversation (20 июля 2022). Архивировано 21 июля 2022 года. Дата обращения 1 августа 2022.
  5. Qikiqtania. Shubin Lab. The University of Chicago. Дата обращения: 1 августа 2022. Архивировано 29 июля 2022 года.
  6. Sahni A. Limbs: Gains and losses (англ.) // Journal of Biosciences. — 2006. — P. 181—183. — ISSN 0250-5991. — doi:10.1007/BF02703908. — PMID 16809848.
  7. Tiktaalik roseae (англ.). — статья из Encyclopædia Britannica Online. Дата обращения: 1 августа 2022.
  8. Кирилл Стасевич. Сухопутно-морские рыбы, Наука и жизнь (28 июля 2022). Архивировано 28 июля 2022 года. Дата обращения 1 августа 2022.
  9. Carl Zimmer. These Fins Were Made for Walking … and Then Swimming, The New York Times (20 июля 2022). Архивировано 31 июля 2022 года. Дата обращения 1 августа 2022.
  10. Coates M. I., Friedman M. Litoptychus bryanti and characteristics of stem tetrapod neurocrania (англ.) // Morphology, Phylogeny and Paleobiogeography of Fossil Fishes / In D.K. Elliot, J. G. Maisey, X. Yu , D. Miao (eds.). — Pfeil, 2010. — P. 389—416. — ISSN 978-3-89937-122-2.
  11. Daeschler E. B., Shubin N. H., Jenkins F. A. A Devonian tetrapod-like fish and the evolution of the tetrapod body plan (англ.) // Nature : journal. — 2006. — Vol. 440, iss. 7085. — P. 757—763. — ISSN 1476-4687. — doi:10.1038/nature04639. — PMID 16598249.
  12. Swartz B. A Marine Stem-Tetrapod from the Devonian of Western North America (англ.) // PLOS ONE. — 2012. — Vol. 7, iss. 3. — P. e33683. — ISSN 1932-6203. — doi:10.1371/journal.pone.0033683. — PMID 22448265.
  13. de Queiroz, Cantino & Gauthier, 2020, Stegocephali E. D. Cope 1868 [M. Laurin], converted clade name, pp. 741—745.
  14. Stegocephali (англ.). RegNum. Дата обращения: 31 июля 2022.
  15. Laurin M., Anderson J. S. Meaning of the Name Tetrapoda in the Scientific Literature: An Exchange (англ.) // Systematic Biology : journal. — 2004. — Vol. 53, iss. 1. — P. 68—80. — ISSN 1063-5157. — doi:10.1080/10635150490264716. — PMID 14965901.
  16. Lee M. S. Y. Stability of higher taxa in phylogenetic nomenclature — some comments on Moore (1998) (англ.) // Zoologica Scripta : journal. — 1999. — Vol. 28, iss. 3—4. — P. 361–366. — ISSN 1463-6409. — doi:10.1046/j.1463-6409.1999.00017.x.
  17. Anderson J. S. Use of Well-Known Names in Phylogenetic Nomenclature: A Reply to Laurin (англ.) // Systematic Biology : journal. — 2002. — Vol. 51, iss. 5. — P. 822—827. — ISSN 1063-5157. — doi:10.1080/10635150290102447. — PMID 12396594.

Литература