Группа палеонтологов под руководством исследователей из Гарвардского университета и Университета Торонто описала механизмы дыхания древнейших наземных позвоночных на основе находок в штате Оклахома. В пещерной системе Ричардс–Спур были обнаружены остатки Captorhinus aguti – небольшой ящерицеобразной рептилии, жившей около 289 миллионов лет назад в раннем пермском периоде. Изучение образца позволило зафиксировать древнейший пример реберного дыхания у амниот – группы, к которой относятся современные рептилии, птицы и млекопитающие.
Находка отличается исключительным качеством сохранности мягких тканей. Благодаря специфическим условиям среды, в том числе воздействию углеводородов и отсутствию кислорода в илистых отложениях, палеонтологи получили трехмерную мумифицированную структуру. Помимо костей, образец содержит фрагменты кожи, кальцинированные хрящи и следы органических белков. Последние оказались почти на 100 миллионов лет старше любых белковых соединений, ранее идентифицированных в ископаемых остатках.
Для анализа внутренней структуры без разрушения образца применялась нейтронная компьютерная томография на специализированной установке в Австралии. Сканирование выявило тонкие слои чешуйчатой кожи, плотно облегающие туловище животного. Текстура кожных покровов имеет концентрические складки, напоминающие строение современных двуходок – подотряда чешуйчатых, ведущих роющий образ жизни.
Ключевым результатом исследования, опубликованного в журнале «Nature», стала реконструкция дыхательной системы. Ученые обнаружили сегментированную хрящевую грудину и сложную систему соединений между ребрами и плечевым поясом. Эти структуры подтверждают использование механизма реберного дыхания, при котором расширение и сжатие грудной клетки за счет межреберных мышц создает приток воздуха в легкие.
Подобная инновация стала значимым этапом в эволюции позвоночных. Предшествовавшие амниотам земноводные использовали для дыхания мышцы рта и горла, что существенно ограничивало их физическую активность. Переход к использованию грудной клетки обеспечил более эффективный газообмен и приток кислорода, создав основу для активного освоения суши и дальнейшей диверсификации наземных видов.
С помощью инфракрасной спектроскопии на синхротроне исследователи также зафиксировали остатки протеинов в костной и хрящевой тканях. Это открытие расширяет представления о пределах сохранности мягких тканей в геологической летописи. Изученные окаменелости переданы на хранение в Королевский музей Онтарио в Торонто для дальнейших исследований.
