Лягушки прошли проверку временем: ископаемые раскрыли секрет неизменных функций
Древние находки иногда раскрывают не просто детали прошлого, а целые эволюционные закономерности, которые оставались незаметными десятилетиями. Новое исследование европейских и ирландских ученых позволило иначе взглянуть на развитие лягушек и устойчивость их биологических механизмов. Ископаемые остатки возрастом в десятки миллионов лет дали ключ к пониманию того, какие черты оказались по-настоящему незаменимыми. Об этом сообщает "Наука Mail".
Окаменелости из Гайзельталя и их уникальность
Работа была проведена палеонтологами из Университета Корка в Ирландии на основе находок из местонахождения Гайзельталь в Германии. Эти ископаемые лягушки датируются возрастом около 45 миллионов лет и отличаются исключительной степенью сохранности. В окаменелостях удалось обнаружить не только очертания мягких тканей, но и отпечатки кожи, а также микроскопические структуры — меланосомы, которые ранее уже помогали ученым восстанавливать окраску кожи динозавров.
Меланосомы представляют собой клеточные органеллы, содержащие меланин — пигмент, отвечающий за окраску кожи, глаз и других тканей у позвоночных. Обычно такие элементы разрушаются со временем, поэтому их сохранение в ископаемом материале считается редкой удачей. Именно это позволило ученым провести детальный сравнительный анализ с современными видами земноводных.
Современные технологии и новый взгляд на старые находки
Исследование, опубликованное в журнале iScience, возглавил доктор Даниэль Фалк. Международная команда применила сканирующую электронную микроскопию и синхротронный рентгенофлуоресцентный анализ. Эти методы дали возможность изучить микроструктуры, которые были недоступны для анализа в момент первоначального обнаружения окаменелостей в начале XX века.
Ученые сравнили меланосомы древних лягушек с аналогичными структурами у современных представителей этой группы. Анализ показал, что пигментные органеллы присутствуют в тех же частях тела, что и сегодня: в коже, глазах и внутренних органах. Однако именно различия и сходства между ними оказались особенно показательными.
Что рассказали меланосомы о ходе эволюции
Исследователи установили, что форма меланосом в коже у древних и современных лягушек заметно различается. Это может указывать на изменения окраски или защитных функций кожных покровов в ходе эволюции. В то же время меланосомы, расположенные в глазах и внутренних органах, практически не изменились за десятки миллионов лет — подобно тому, как сохраняются ключевые признаки у видов, чья история прослеживается по данным древней ДНК и эволюции млекопитающих.
Соавтор работы доктор Валентина Росси пояснила, что форма этих клеточных структур, вероятно, напрямую связана с их функциями. Речь может идти о фотозащите, участии в регуляции обменных процессов и поддержании стабильного внутреннего состояния тканей.
"Форма этих клеточных компонентов, вероятно, тесно связана с их функцией, которая может включать фотозащиту и поддержание внутреннего баланса в тканях", — пояснила специалист по ископаемым меланосомам доктор Валентина Росси.
Устойчивость функций и образ жизни лягушек
По словам доктора Фалка, неизменность формы глазных меланосом на протяжении столь длительного геологического периода говорит об устойчивости их физиологической роли. Эволюционное давление, которое требовало бы трансформации этих структур, попросту не возникало. Если биологический механизм работает эффективно, природе нет необходимости его менять.
Ученые связывают это с относительно стабильным образом жизни лягушек, который, по их мнению, на протяжении миллионов лет оставался схожим. Активность в сумерках и ночное время, а также сходные условия обитания могли способствовать сохранению зрительных систем без существенных изменений.
Профессор Мария Макнамара, ведущий автор исследования, подчеркнула, что данная работа стала первым комплексным анализом, объединившим масштабные данные по меланосомам ископаемых и современных лягушек. Эти результаты помогают лучше понять, какие элементы анатомии оказываются наиболее устойчивыми в ходе эволюции и почему некоторые признаки сохраняются практически без изменений.
