Дуже давня панцирна риба Entelognathus primordialis, відкрита китайськими палеонтологами. в дійсності виявилася за деякими важливими ознаками скелета більше схожа на кісткових риб, ніж на панцирних. Ймовірно, вона була близька до загального предка обох цих груп. Відкриття цієї перехідної форми може означати, що наші власні предки були набагато більше схожі на панцирних риб, ніж раніше вважалося, і що покривні кістки нашого черепа походять від збережених структур, подібних до їх «панциром». Самі ж панцирні риби - не ухиляється відособлена гілка (як знову ж часто вважалося раніше), а наші еволюційні «кузени».
Рибами називаються хребетні, які мають щелепи, що живуть у воді і на всіх стадіях життєвого циклу дихаючі зябрами. Ці тварини дуже різноманітні. Колись всіх риб об'єднували в один клас, але ще понад півстоліття тому відомий американський палеонтолог Альфред Ромер (Alfred Sherwood Romer) написав з цього приводу: «Володій тріска розумом, вона з обуренням б заявила, що з рівною підставою всіх наземних хребетних можна зарахувати до одного класу, оскільки з її точки зору люди і жаби дуже схожі - ті й інші мають чотирма кінцівками і дихають легенями ». За сучасними уявленнями, є чотири головні групи риб:
- Хрящові риби. Вони дійсно зовсім не мають кісткової тканини. Найвідоміший представник хрящових риб - акула.
- Кісткові риби. До них належить переважна більшість риб, з якими ми так чи інакше маємо справу в житті, від осетра до золотої рибки. Від кісткових риб відбулися наземні хребетні.
- Акантоди. Назва цих риб походить від латинського слова acanthus - колючка, тому що обов'язковим елементом скелета їх плавників є великі тверді шипи. Іноді акантод називають «колючими акулами». Ця група - повністю вимерла.
- Панцирні риби (плакодерми). Це дуже незвичайні на наш сучасний погляд риби, тіло яких несе досить потужний панцир з кісткових пластин. Їх не слід плутати з панцирними безщелепними. Панцирні риби - теж повністю вимерла група.
Найважливішим компонентом тіла риб є покривний скелет (рис. 2) - набір кісток, які утворюються з сполучнотканинного шару шкіри і зазвичай мають вигляд пластин, налягають на інші органи (наприклад, на мозкову коробку). Ці кістки так і називаються покривними (на відміну від заміщають, які утворюються з хряща). У різних групах риб система покривних кісток влаштована по-різному. У кісткових риб покривний скелет «макромерний», що складається з великих кісток, яким даються постійні назви; деякі з цих кісток збереглися і у нас, наприклад лобові, тім'яні і виличні. У акантод покривний скелет «мікромерний»: він складається з мозаїки дрібних пластинок, схожих на луски. У хрящових риб, крім лусок, взагалі нічого немає. І нарешті, у панцирних риб покривний скелет «макромерний»: він складається з великих кісткових пластин, які, проте, за своїм розташуванням не мають нічого спільного з покривними кістками кісткових риб; ніяких порівнянних елементів там знайти не вдається. Так, у всякому разі, вважалося до самого останнього часу.
Свого часу Йоганн Вольфганг Гете, який був не тільки поетом, а й натуралістом, прославився тим, що відкрив у людини предчелюстной кістка (praemaxillare), довівши нашу спільність за цією ознакою з іншими хребетними. Тепер ця кістка, разом з двома іншими покривними кістками щелеп, виявлена у панцирних риб, демонструючи їх спорідненість з кістковими. Іншими словами, ця ознака «продовжений» в ще більш давню еволюційну історію, ніж вважалося раніше.
Є ще один найважливіша ознака, за яким панцирні риби відрізняються від всіх без виключення інших челюстноротих хребетних. Це - розташування щелепних м'язів. У всіх риб, крім панцирних, щелепні м'язи знаходяться зовні від основного заміщає елемента верхньої щелепи (до окостеніння він називається небноквадратного хрящем), з боку щоки. У панцирних риб щелепні м'язи знаходяться всередині від небноквадратного хряща, з боку ротової порожнини (рис. 4).
Ентелогнатус зберігся досить добре, щоб ця ознака можна було вивчити. І виявилося, що щелепні м'язи у нього розташовані не як у типових панцирних риб, а скоріше саме як у кісткових (рис. 4).
Можна припустити, що у найдавніших риб небноквадратний хрящ не мав ніяких розростань і щелепні м'язи прямували від нього просто вниз. Потім у панцирних риб небноквадратний хрящ розрісся з боку щоки, залишивши м'язи в ротовій порожнині, а у всіх інших - навпаки, утворив виступаючу пластинку з боку ротової порожнини, яка залишила м'язи на щоці (на рис. 4 ця платівка позначена зі). Найцікавіше, що за цією ознакою ентелогнатус виявляється не в галузі панцирних риб, а саме на боці «всіх інших». Дійсно, дослідники поки формально не відносять його ні до панцирних риб, ні до кісткових, а обмежуються лише вказівкою, що він - челюстноротих. Це справжнісінька проміжна форма.
Ентелогнатус - дуже древня тварина. Він жив 419 мільйонів років тому, в кінці силурійського періоду. Треба зауважити, що «століттям риб» традиційно і цілком обгрунтовано вважається наступний період - девонський; з силуру же риб відомо не дуже багато, а ті, які там є, напевно дуже примітивні. І той факт, що настільки древня риба по ряду важливих ознак займає проміжне положення між панцирними і кістковими рибами, може вказувати або на дуже близьку спорідненість цих двох груп, або ж на те, що ці ознаки примітивні для всіх риб взагалі (рис. 5) .
Мал. 5. Еволюційна древо риб в двох варіантах: найбільш класичному (a) і оновленому після відкриття ентелогнатуса (b). Артродіри і антиархи - групи панцирних риб, мясістолопастние і Променепері - групи кісткових риб. У варіанті (a) макромеров покривних кісток присутній у панцирних риб, потім зникає, а потім у кісткових риб знову виникає. Відкриття ентелогнатуса робить таку версію дуже малоймовірною. У варіанті (b) макромеров успадкована і панцирними, і кістковими рибами від загального предка (до якого ентелогнатус повинен бути досить близький), але втрачена деякими іншими групами, а саме хрящовими рибами і акантодами (останні виділені фіолетовим). Цікаво, що на цьому дереві акантоди виявляються збірної групою. У всіх інших групах зображення сучасних представників пофарбовані жовтим, копалин - зеленим; відзначимо, що в групу мясістолопастних риб, відповідно до сучасної систематичної традицією, включені походять від них наземні хребетні. Буква «c» в чорному кружку позначає загального предка всіх сучасних риб. Схема з обговорюваної статті в Nature
В результаті отримує сильну підтримку стара ідея, згідно з якою «панцирні» стан є для риб вихідним. Тепер можна припустити, що панцирні і кісткові риби просто зберегли загальний тип покривного скелета ( «макромерний»), перетворивши його в кожній групі по-своєму; а у предків акантод і хрящових риб великі покривні елементи розпалися, давши «мікромерний» тип. І основним напрямком еволюції покривного скелета ранніх хребетних була його редукція, а не нарощування.
Ще один важливий висновок з дослідження ентелогнатуса полягає в тому, що спільні предки всіх челюстноротих, мабуть, були більш схожі на кісткових риб, ніж це раніше вважалося. Традиційно багато з нас, явно чи неявно, уявляли собі еволюцію риб у вигляді якогось зростаючого вгору древа, біля основи якого знаходяться архаїчні гілки (наприклад, акули), а на вершині - кісткові риби. Тепер може вийти чи не навпаки. Палеонтологія риб зараз розвивається дуже швидко, так що знайде ця думка нові підтвердження, ми скоро дізнаємося.