Впервые раскрыт цвет меха млекопитающих эпохи динозавров

Исследователи давно знали, что у многих динозавров были смелые узоры и яркие, иногда броские перья — далекие от серых, чешуйчатых монстров, которых мы часто видим в фильмах. Теперь новое исследование китайских окаменелостей, опубликованное сегодня в Science, раскрывает окраску некоторых ранних млекопитающих, которые сосуществовали с динозаврами. Они были одеты в темно-коричневый или сероватый мех — черта, которая могла сыграть ключевую роль в их выживании вплоть до настоящего времени.

Новое открытие также подтверждает идею о том, что «млекопитающие жили в тени динозавров, в буквальном смысле» и, вероятно, вели ночной образ жизни, чтобы избежать нежелательного внимания, говорит Ясмина Виманн, молекулярный палеобиолог из Университета Джонса Хопкинса, которая не принимала участия в новой работе.

Это не первый раз, когда исследователи ищут цвет в летописи окаменелостей, который может пролить свет на то, как древние существа маскировались, добивались социального статуса или подавали сигналы потенциальным партнерам. Чтобы реконструировать цвет древних существ, исследователи ищут окаменелости, которые сохраняют меланосомы: внутриклеточные структуры в коже, перьях и мехе современных животных, которые содержат пигмент меланин. До сих пор меланосомы выявили окраску и узоры у динозавров, ранних птиц и птерозавров. Однако лишь немногие окаменелости млекопитающих подверглись подобному исследованию, отчасти потому, что подобные изысканные окаменелости млекопитающих были найдены только в последнее десятилетие или около того.

Чтобы увидеть, как выглядели млекопитающие мезозойской эры, исследователи под руководством Мэтью Шоуки — эволюционного биолога из Гентского университета — сначала создали базу данных цвета шерсти и структуры меланосом 116 современных млекопитающих, включая обезьян, летучих мышей и кошек, включая Машу, которую и сам Шоуки. Затем исследователи использовали эту базу данных для разработки модели, которая предсказывала цвет шерсти по форме меланосомы. У всех видов форма меланосомы соответствовала цвету меха: рыжие и оранжевые волосы содержали сферические меланосомы, тогда как более темные волосы имели более удлиненные, что похоже на то, что исследователи уже наблюдали у современных птиц и динозавров.

Затем исследователи внимательно изучили окаменелость ранее неописанного вида древнего млекопитающего, который жил примерно 160 миллионов лет назад на территории нынешнего северо-восточного Китая. На окаменелости существа были видны отпечатки волос по всему телу и даже между конечностями, что говорит о том, что у него были покрытые мехом мембраны, простирающиеся от запястья до лодыжки, как у современной белки-летяги. Команда Шоуки интерпретировала существо среднего размера как планера, весившего примерно столько же, сколько бильярдный шар. Исследователи назвали его Arboroharamiya fuscus, чье название — fuscus — переводится с латыни как «темный» или «сумеречный».

Затем команда рассмотрела меланосомы A. fuscus и еще пять ископаемых млекопитающих под электронным микроскопом и ввела эти измерения в свою модель меланосом современных млекопитающих. Во-первых, исследователи обнаружили, что меланосомы ископаемых млекопитающих имели овальную форму, и их модель предсказала, что все ранние млекопитающие, вероятно, были однородного темно-коричневого цвета.

С помощью флуоресцентной визуализации команда также определила, что окаменелости содержали высокие концентрации меди, которая связана с эумеланином, типом меланина, который производит черные и коричневые оттенки в волосах и мехе. В ископаемых меланосомах также, по-видимому, отсутствовал цинк, который связан с формой меланина, которая производит бежевые, желтые и красные оттенки. Результаты показывают, что эти млекопитающие были не только темно окрашены, но и вряд ли имели узоры, как летучие мыши, мыши и другие современные ночные млекопитающие.

«Они проделали очень интересную работу, изучив эти шесть видов окаменелостей и обнаружив, что меланосомы действительно указывают на то, что млекопитающие были темно-коричневыми», — говорит Тим Каро, эволюционный эколог из Бристольского университета, который не принимал участия в новой работе. «Я вполне убежден».

Исследователи давно подозревали, что мезозойские млекопитающие были в основном ночными, чтобы избегать гигантских динозавров, которые были активны в течение дня, и результаты подтверждают это понимание. «Вы не ожидаете, что ночное животное должно иметь четкий рисунок», — говорит Мария Макнамара, палеобиолог из Университетского колледжа Корка, которая также не участвовала в новой работе. «Но здесь у нас фактически есть ископаемые доказательства окраски, а следовательно, и поведения».  

Шоуки и его коллеги полагают, что темный мех также мог помогать существам регулировать температуру тела, поскольку более темные цвета поглощают больше света и, следовательно, больше тепла для обогрева ночью.

Следующий шаг, говорит Макнамара, — это изучение более широкой выборки ископаемых млекопитающих, чтобы увидеть, когда и как менялся цвет меха. Млекопитающие, вероятно, начали менять этот монохромный гардероб 66 миллионов лет назад, после того как вымерли динозавры, а млекопитающие быстро диверсифицировались по форме, размеру и, скорее всего, цвету. «Как только динозавры исчезли, млекопитающие получили возможность принимать многочисленные цвета», — говорит Шоуки.

Будущие исследования также могут помочь ученым понять связь между цветом меха и обменом веществ, что может помочь выяснить, когда наши пушистые предки стали теплокровными и ведущими дневной образ жизни.

«Я очень надеюсь, что это послужит толчком к новым исследованиям, связанным с метаболизмом млекопитающих», — говорит Виманн. «Древние млекопитающие были в значительной степени забыты на этом фронте».