Завоевание суши, начатое 390 млн лет назад ранними четвероногими, заняло у них довольно много времени. Только на то, чтобы приспособить свои челюсти к питанию в новых условиях, тетраподам понадобилось порядка 80 млн лет.

Позвоночные стали одними из последних типов животных, выбравшихся из моря на твердую землю. Какие изменения опорно-двигательного аппарата сопровождали этот процесс, ученым известно уже довольно хорошо. Но понимание того, чем и как питались первые наземные тетраподы, до сих пор находится в зачаточном состоянии.

Некоторые исследователи полагают, что первые сухопутные позвоночные с самого начала были достаточно быстры, чтобы охотиться на наземную добычу. По мнению других авторов, тетраподы не спешили с переходом на новую диету и продолжали охотиться в воде или хотя бы в полосе прибоя.

Специалист по эволюционной палеобиологии Массачусетского университета Филипп Андерсон стал задумываться над этим вопросом несколько лет назад, вскоре после того, как исследования подтвердили полное сходство нижних челюстей рыб и ранних наземных тетрапод.

Вместе с коллегами Андерсон исследовал челюсти 97 различных родов позвоночных, начиная с девона (416 млн лет назад) и заканчивая пермью (295 млн лет назад). В их число вошли классические ранние тетраподы вроде Acanthostega и Tiktaalik, тесно связанные с о своими рыбьими предками, и появившиеся позже животные, приближавшиеся по строению к рептилиям или млекопитающим.

Как оказалось, на первых этапах освоения суши челюсти четвероногих были удлиненными, как это обычно выглядит у рыб. 80 миллионов лет эволюции привели к тому, что челюсти укоротились и прибавили в высоту, благодаря чему они стали сильнее и обрели возможность пережевывать растительную пищу.

По всей вероятности, в самом начале своей эволюции тетраподы, скорее всего, совершали лишь краткие вылазки на сушу, но охотились и питались в воде. Обладая типично рыбьим устройством рта, они безусловно столкнулись бы с непреодолимыми сложностями, попытавшись питаться на берегу. Дело в том, что охотящиеся под водой рыбы обычно используют всасывающий эффект, чтобы схватить мелкую добычу. Для этого им достаточно просто резко распахнуть рот, и потоком воды пища затягивается туда, а рыбе остается только удалить лишнюю воду через жабры и проглотить пойманную добычу.

Для достижения подобного эффекта в куда менее плотном воздухе тетраподам пришлось бы раскрывать свой рот в 28 раз быстрее, подсчитал бельгийский биомеханик Сэм ван Вассенберг из Гентского университета. И даже в этом случае успех не был бы гарантирован, поскольку вязкостью воздух сильно уступает воде.

Кроме того, в случае с рыбой добыча обычно находится на уровне ее рта, а на суше - чаще лежит (или убегает) на поверхности земли, заметно ниже уровня рта. Так что мощность всасывания пришлось бы увеличить еще больше. Решение проблемы было найдено с помощью мускулистого языка, который у современных обитателей суши отвечает за акт глотания.

Ван Вассенберг предполагает, что ранние четвероногие, возможно, были вынуждены использовать тот же способ, которым кормятся на земле такие современные рыбы, как угревидный сом, обитающий в трясинах тропической Африки. Эта маленькая рыбка змеевидной формы во время охоты выгибает переднюю часть тела так, что ее рот располагается прямо над насекомым, служащим ей пищей. После того, как добыча схвачена, сом спешит в воду и только там проглатывает пойманную живность.

Еще один вариант наземного питания рыб бельгийский ученый подсмотрел у илистого прыгуна, отмечает журнал Science. Эта рыба выползает из моря поохотиться в мангровых зарослях, набрав полный рот воды. На мгновения выплескивая эту воду на добычу, а затем молниеносно всасывая ее обратно, илистый прыгун по-настоящему заглатывает служащих ему пищей моллюсков, причем вода в это время фонтанчиками выбрызгивается из жаберных щелей.

К сожалению, мягкие ткани типа языка и небных хрящей практически не сохраняются в ископаемом состоянии, поэтому достоверно выяснить, как именно двигали челюстями и глотали еду первые тетраподы, сегодня невозможно.