Двоякодышащие делят свою эволюционную ветвь с двумя близкими родственниками. Вместе эта троица известна как лопастеперые рыбы, и они отличаются от лучеперых рыб в основном тем, что у них мясистые плавники, которые через кость соединяются с позвоночником в области условных бедер и плеч. Как мы увидим, неизвестно, какая группа была первым сучком на этой ветви, но все они играют важную роль в истории рыб.
Целакантообразные рыбы, наверное, наиболее известны тем, что считались вымершими миллионы лет назад. Так было до 1938 г., когда южноафриканский биолог Марджори Куртене-Латимер, как обычно, навестила местные доки, чтобы посмотреть, какие рыбы попались в сети в этот раз. Она заметила нечто странное: огромную розовато-лиловую рыбу с переливающимися серебристыми пятнами, трехлопастным хвостом и четырьмя большими мясистыми плавниками. Она положила двухметровую рыбу на тележку и отправилась на поиски кого-нибудь, кто мог бы ее зафиксировать. Это открытие было не менее неожиданным и драматичным, как если бы из далекой пустыни вышел живой велоцираптор. В конце концов южноафриканский ихтиолог Джеймс Смит идентифицировал эту рыбу как целаканта, описал новый вид и назвал его в честь Марджори – латимерия (Latimeria chalumnae).
Сейчас известно, что на глубоких, пронизанных пещерами подводных вулканических склонах живут по крайней мере два вида целакантообразных рыб. Вид, обнаруженный Марджори, обитает рядом с Коморскими островами, у берегов Мадагаскара, Мозамбика и Южной Африки. Второй вид, Latimeria menadoensis, был замечен в 1998 г. биологом Марком Эрдманом на рыбном рынке в Индонезии. Это единственные известные потомки по крайней мере 80 видов целакантообразных, которые когда-то повсеместно населяли океаны и пресные воды
[24].
Со времен открытия целакантообразных стало известно значительно больше подробностей их жизни. В теле самки образуются огромные икринки, крупнее, чем теннисный мяч, но они их не откладывают, а вынашивают внутри в течение трех лет, после чего на свет появляются мальки (этот процесс называется яйцеживорождением). Взрослые целаканты проводят свое время в тесных пещерах на глубине 250 м; неудивительно, что они так долго оставались не замеченными учеными. Ночью они устремляются вглубь до 500 м, охотясь на рыб и кальмаров. Вначале предполагали, что они ходят по дну, опираясь на мясистые плавники, однако видео, снятое с помощью мини-субмарин, показало, что они плавают вдоль дна, загребая плавниками по диагонали, подобно тому как ящерицы двигают ногами. Но целакантообразные не были прямыми предками земноводных, или рептилий, или какого-либо еще четвероногого животного. Для того чтобы найти предка четвероногих, нам нужно взглянуть на еще одну группу лопастеперых рыб, близких родственников двоякодышащих.
В девонском периоде, примерно 380 млн лет назад, целакантообразные и двоякодышащие делили моря с еще одной группой, отколовшейся от лопастеперых, – тетраподоморфов
[25]. Некоторые были похожи на двоякодышащих и плавали на поверхности открытой воды. Другие больше напоминали огромных саламандр – вместо плавников у них были лапы с пальцами. Они бродили по болотам и могли поднимать голову, смотреть себе за спину и шевелить восемью маленькими пальцами.
Все эти животные, давно вымершие, стали известны палеонтологам в результате нескольких удивительных находок ископаемых. Самым недавним был тиктаалик, найденный на острове Элсмир в арктической Канаде. Он был похож на помесь двоякодышащей рыбы и маленького крокодила. Скорее всего, он обитал на мелководье и выпрыгивал на сушу, чтобы избежать челюстей огромных хищных рыб и ловить насекомых, которые не так давно начали ползать по земле.
Тиктаалик и его девонские родичи представляют собой звено в стройной последовательности животных, сменивших водное существование на наземное. Чарльз Дарвин был бы от них в восторге. Их скелет показывает, что предки четвероногих эволюционировали не сразу, а постепенно, поэтапно, по мере того как эти лопастеперые рыбы все больше адаптировались к жизни на мелководье, а затем и на суше. Вот она, рыба-лягушка, совершившая переход от водного образа жизни к наземному, которую искали палеонтологи.
Точно неизвестно, как рыбы этих переходных форм выползли из воды многие миллионы лет назад, но недавние исследования ныне живущих рыб, включая многоперовых, поиску которых посвятил свою жизнь Джон Баджет, дали несколько интересных подсказок. Хотя многоперовые не являются прямыми предками четвероногих, они помогают понять, как древние рыбы могли научиться ходить.
Когда уровень воды падает, многоперы ползают по поверхности при помощи грудных плавников. В 2014 г. Эмили Станден из Университета Макгилла в Монреале показала, что они могут довольно быстро улучшить свой способ передвижения. Она поселила нескольких многоперов в обычном заполненном водой аквариуме, а других – в аквариуме с тонким слоем воды, в котором плавать было невозможно. Через год у рыб, живших в полусухом аквариуме, ползающие движения заметно изменились: рыбы стали выше поднимать голову, увереннее ставили плавники на дно и реже скользили, чем их плавающие собратья. Помимо этого, по мере адаптации к ходячему образу жизни изменились их кости и мышцы. Сходные анатомические модификации видны в окаменелых костях тиктаалика и его близких родственников по мере их привыкания к жизни на суше. Такое разнообразие в способах движения рыб ранее не наблюдалось, это показывает, насколько пластичными они могут быть, как быстро способны приспосабливаться к меняющемуся миру.
Вопрос о том, кто именно, целакантообразные или двоякодышащие, являются ближайшими ныне живущими родственниками четвероногих, остается нерешенным. Многие десятилетия систематики меняли местами эти сучья на древе жизни, и этот процесс продолжается до сих пор, несмотря на результаты последних генетических исследований. В 2013 г. был секвенирован геном целакантообразных, что дало нам все кусочки головоломки, но общая картина остается неясной. Проблема частично заключается в выборе группы животных, с которой проводится сравнение (так называемой внешней группы). Используя в этом качестве пластиножаберных (акул и скатов), две разных группы ученых определили двоякодышащих как наиболее близкую группу по отношению к четвероногим. Казалось, все стало ясно, но в 2016 г. результаты другого исследования всё поменяли. Группа из Японии взяла костистых рыб в качестве внешней группы и вновь поставила целакантообразных рядом с четвероногими. Однако в 2017 г. те же японские исследователи провели еще один анализ, использовав панцирников и ильных рыб в качестве внешней группы, и на этот раз они снова восстановили родство двоякодышащих и четвероногих. Конечно, и эти результаты могут измениться, но на данный момент ковыряющиеся в иле и дышащие воздухом двоякодышащие считаются ближайшими из всех рыб родственниками человека. Наши с ними общие предки жили примерно 400 млн лет назад.
