Сухопутні умови індивідуального розвитку роблять скелет багатопетрових риб більш придатним для прогулянок сушею.
Відомо, що тварини змогли колонізувати сушу завдяки якимось особливим рибам, які змогли змінити середовище проживання. Як це сталося - одна з найбільших загадок в біології, хоча і не можна сказати, що зовсім безнадійна. До наших днів дожили деякі види риб, які досить схожі на передбачувану «перехідну ланку». Першими на думку приходять, звичайно, двоякодишні з їх легкими, проте Емілі Стенден (Emily Standen) з Університету Макгілла і її колеги експериментували не з двоякодишними, а з нільськими багатоперами, або біширами, які менш відомі, але не менш цікаві. Як виявилося, щоб риби вийшли на сушу, потрібно, щоб вони на ній виросли.
У багатоперів є специфічний плавальний міхур з двох відділів, що є фактично другим органом дихання (крім жабр), а грудні плавники являють собою потужні лопаті, подібні до тих, які можна бачити у кістеперих літерій. На грудні плавники багатопери спираються, повзаючи сушею - живуть вони в замулених, болотистих водоймах, і тому їм часто буває потрібно переповзти з однієї калюжі або озерця в інше. Загалом, вони об'єднують в собі ознаки і двоякодишних, і кістеперих, і ще однієї стародавньої групи - хрящокостних риб (до яких відносяться, наприклад, осетри). Вважається, що багатопери виникли якраз у той час, коли сталася розбіжність між звичайними (променевими) рибами, лопастеперими (латімеріями і двоякодишними) і предками сучасних сухопутних тварин.
Чи могли багатопери (або хтось дуже схожий на них) у незапам'ятні часи вийти з води? Щоб дізнатися це, дослідники взяли майже півтори сотні молодих двомісячних нільських багатопірів і розділили їх на дві групи: одних ростили в акваріумі, де води було вдосталь, інших - у тераріумі. Через вісім місяців у тих і в інших порівнювали будову скелета, вміння плавати і вміння пересуватися сушею.
У статті, опублікованій в Nature, автори роботи пишуть, що багатопєри, які росли в тераріумі, тобто, фактично, на суші, виявилися кращими «ходоками», і їх скелет був більш пристосований до «ходьби». Якщо у водних екземплярів грудні плавники розходилися в бік, то у сухопутних вони розвивалися так, що опинялися прямо під тілом, піднімаючи рибу над поверхнею і приймаючи на себе вагу тіла. І, коли багатопер відштовхувався від землі, плавники не роз'їжджалися, і риба могла досить швидко йти (як це можна побачити ось тут).
Сухопутне виховання призвело до того, що у риб змінилися кістки плечового поясу. Кістка, еквівалентна нашій ключиці, стала довшою, її з'єднання з іншими кістками стали міцнішими, але сама по собі вона стала тонше - щоб не заважати голові, яка при пересуванні риби по суші сильно мотається з боку в бік (див. відео вище). Деякі співчуття в плечовому поясі редукувалися, щоб череп багатопірів зміг рухатися вгору-вниз. Рибам, взагалі кажучи, рухливість черепа ні до чого, вода їх підтримує, і їм тому легко змінити напрямок і орієнтацію тіла в просторі, щоб подивитися в ту або в іншу сторону. На суші рухати всім тілом неефективно і вимагає великих енергетичних витрат, простіше забезпечити додатковими «ступенями свободи» саму голову.
Саме такі зміни, які вдалося експериментально розвинути в багатоперах, виявляються в викопних знахідках, що відносяться до часу виходу тварин на сушу. Отримані результати говорять на користь того, що стародавні риби зовсім не обов'язково повинні були виходити з води з уже готовими прототипами наземних кінцівок. Навіть непридатні для ходьби плавники могли оптимізуватися під необхідні умови завдяки пластичності індивідуального розвитку, завдяки тому, що гени дозволяли «виховувати» ознаку в потрібному напрямку. Правда, тепер потрібно з'ясувати, як плоди такого «виховання» могли закріпитися серед тих, хто вирішив вийти на сушу. Очевидно, що тут не обійтися без молекулярних досліджень, і очевидно, що тут доведеться спостерігати за кількома поколіннями сухопутних багатоперів.
Варто додати, що кілька років тому схоже дослідження було виконано з двоякодишними протоптерами. Зоологи з Чиказького університету (США) вирішили перевірити, чи можуть вони переміщатися сушею на своїх тонких, нитевидних плавниках, які, на перший погляд, до цього ніяк не пристосовані. Хоча в природі протоптери не використовують плавники для пересування сушею, в експерименті вони продемонстрували, що в принципі нічого неможливого тут немає: з точки зору рухливості плавники протоптерів можуть служити еквівалентом лап. Крім того, у воді риба важить менше, і, повзаючи по дну, цілком може покладатися на свої тонкі, нітевидні плавники, які для суші, можливо, не так вже й підходять. Так чи інакше, подальші дослідження двоякодишніх і багатоперових риб можуть незабаром остаточно вирішити проблему виходу хребетних тварин на сушу.