Кенгуру нарушают законы эволюции, обладая неожиданными зубами

Фото из открытых источников

Луга формируют жизнь экосистемы совершенно специфическим образом. На разных континентах животные, питающиеся жесткой травой, как правило, обладают одной ключевой особенностью: специализированными зубами.

У лошадей, зебр и антилоп имеются высокие, ребристые коренные зубы, приспособленные для измельчения абразивных растений в течение многих лет жевания. Эта закономерность встречается так часто, что кажется почти предсказуемой.

Однако в Австралии ситуация иная. Самые плодовитые травоядные животные, обитающие там, совершенно не следуют этой закономерности.

Напротив, кенгуру питаются исключительно травой, однако их зубы, по-видимому, характерны для совершенно другой группы травоядных животных. Это странное несоответствие годами ставило ученых в тупик, и новое исследование этого животного объясняет, почему. Результаты исследования опубликованы в журнале Science.

Трава – не самый простой в употреблении продукт. Она содержит кремний и другие твердые частицы, которые быстро изнашивают зубы.

Для решения этой проблемы у многих травоядных млекопитающих развились зубы с высокими коронками и сложной структурой гребней.

Эти структуры действуют подобно шлифовальным поверхностям и служат дольше при постоянных нагрузках.

Этот узор встречается снова и снова у животных, даже у тех, которые живут далеко друг от друга. Он предполагает общее решение одной и той же проблемы. Именно поэтому кенгуру выделяются среди других.

По сравнению с другими животными, кенгуру доминируют на пастбищах Австралии. Они успешно конкурируют в среде, требующей эффективного выпаса скота.

Однако их зубы не похожи на зубы других травоядных животных. Напротив, их зубная структура больше напоминает структуру зубов животных, питающихся более мягкой пищей.

«Зубы и челюсти кенгуру похожи на зубы и челюсти травоядных животных, питающихся мягкими листьями, ламантинов, обезьян, лемуров и некоторых вымерших родственников слонов, или животных, которые, казалось бы, мало общего имеют с кенгуру», — сказал Эйдан Кузенс из Университета Флиндерса .

Это сравнение поднимает очевидный вопрос: как животному с такими зубами удаётся выживать в суровых условиях выпаса?

В поисках ответов команда обратилась к окаменелостям. Они использовали рентгеновское сканирование для изучения зубов кенгуру разных периодов времени. Вместо того чтобы сосредотачиваться только на форме, исследователи измерили толщину эмали — критически важный параметр.

Эмаль — самое твёрдое вещество в организме. Её толщина определяет, насколько хорошо зуб может противостоять износу, и свидетельствует о его прочности. У кенгуру очень толстая эмаль. Это создает прочную поверхность, способную выдерживать истирание даже без сложных гребней.

Это другой способ решения той же проблемы. Кроме того, стиль жевания также играет роль.

«Поскольку кенгуру разрезают пищу вертикально, наиболее простой способ адаптироваться к выпасу заключался в утолщении эмали зубов. Это отличает их от копытных млекопитающих, которые жуют, двигаясь из стороны в сторону», — отметил Кузенс.

Другие травоядные животные двигают челюстями в стороны, чтобы измельчать пищу, а кенгуру двигают челюстями вертикально, разрезая растения. Это различие повлияло на эволюцию их зубов.

И кенгуру, и копытные млекопитающие сталкиваются с одинаковым пищевым давлением. Трава стачивает зубы в любой среде. Но движения челюстей заставили их искать другие решения.

Одна группа создала сложные измельчительные зубы. Другая же укрепила более простые зубы толстым слоем эмали. Это показывает, что эволюция не всегда следует одному и тому же пути, даже когда проблема одна и та же.

Полученные результаты выходят за рамки изучения кенгуру. Когда исследователи сравнили толщину эмали у разных видов, они обнаружили удивительное совпадение. У вымершего родственника человека, называемого парантропом, также была толстая эмаль, подобная той, что встречается у кенгуру.

Ученые годами спорили о его назначении. Некоторые предполагали, что он помогает измельчать твердую пищу. Другие утверждали, что он защищает зубы от износа, вызванного воздействием твердых растений.

Данные по кенгуру подтверждают вторую идею, если сравнивать их с людьми и анализировать признаки ссадин.

«Ведутся споры о том, была ли у предков человека толстая эмаль зубов для того, чтобы есть траву или осоку, или для защиты зубов от ломкости при жевании орехов», — сказал Кузенс. «Наши результаты подтверждают идею о том, что именно пищевое воздействие стало движущей силой их эволюции».

Эта связь неожиданным образом соединяет австралийских сумчатых с эволюцией человека.

В этой истории есть еще один неожиданный поворот. В Австралии когда-то обитали другие травоядные сумчатые, зубы которых больше походили на зубы лошадей и оленей. Эти животные, казалось, лучше подходили для выпаса.

Однако они исчезли еще до того, как расширились луга. Их вымирание оставило в экосистеме пустые места. Кенгуру заселили эти территории и со временем адаптировались. Причины исчезновения более ранних видов остаются неясными. Возможно, свою роль сыграли конкуренция, климат или другие факторы.

Легко предположить, что эволюция следует четкому пути. Выживают и захватывают власть наиболее приспособленные виды. Однако история с кенгуру ставит под сомнение эту идею.

«В некотором смысле эволюционная история травоядных млекопитающих в Австралии перевернута с ног на голову, потому что травоядные, питающиеся вертикально (например, кенгуру), одержали победу, тогда как на северных континентах наблюдалась обратная ситуация», — сказал Кузенс.

Животные с ожидаемыми характеристиками не стали доминировать. Вместо них другая группа добилась успеха, найдя иной способ. Данное исследование подчеркивает роль времени и случайности. Вымирания видов, изменения окружающей среды и наследственные признаки — все это повлияло на результат.

«Наличие необходимых приспособлений не гарантирует успеха. Необходимо, чтобы на вашу сторону сыграли и другие факторы, включая определенную долю удачи», — отметил Кузенс.

Кенгуру не добились успеха, потому что с самого начала были идеальными травоядными животными. Они постепенно адаптировались к меняющимся условиям. Сегодня кенгуру определяют облик австралийских степей. Их успех показывает, что эволюция может идти неожиданными путями.

Одна и та же проблема может привести к совершенно разным решениям. Важна не только сама проблема, но и история, стоящая за ней. В данном случае толстая эмаль и вертикальное жевание сформировали траекторию, которую никто бы не предсказал с первого взгляда.