236-миллионолетний ископаемый может переписать историю рождения млекопитающих

Фото из открытых источников

Некоторые цинодонты, возможно, начали рожать живых детёнышей гораздо раньше в эволюционной истории, чем когда-то считали учёные. Новое исследование, опубликованное в Frontiers in Mammal Science, представляет первые убедительные доказательства того, что по крайней мере некоторые цинодонты могли быть живородящими — то есть они рождали живых потомков.

«Впервые мы показываем, что живорождение присутствовало как минимум у одного млекопитающего предка — Chiniquodon theotonicus, который жил примерно 236 миллионов лет назад», — сказал ведущий автор доктор Леандро Гаэтано, палеонтолог из Национального научно-технического исследовательского совета (CONICET) в Аргентине. «Это подразумевает, что вивипарность среди ранних цинодонтов возникла в млекопитающей линии как минимум на 95–90 миллионов лет раньше, чем считалось ранее.»

Давняя загадка размножения млекопитающих

«Цинодонты процветали в триасе — периоде восстановления и реструктуризации экосистем после одного из самых разрушительных массовых вымираний в истории жизни», — объяснила старший автор Адриана Манкузо, исследователь из CONICET, специализирующийся на эволюции наземных экосистем. «Это означало высокую конкуренцию за ресурсы и сильное хищническое давление. В сочетании с тенденцией к засушливости и сильной сезонностью, эмбрионы живородящих видов были бы лучше защищены, чем эмбрионы яйцекладущих видов.»

Исследование началось во время аспирантуры, когда учёные заметили необычный отметку роста в микроскопической структуре полностью взрослого ископаемого C. theotonicus, обнаруженного на северо-западе Аргентины. Сравнения с живыми животными показали, что это неонатальная линия — особое кольцо роста, которое может возникать в костях или зубах. Такие линии образуются в ответ на резкое ускорение роста, которое происходит вскоре после рождения.

Чтобы проверить, правильна ли эта интерпретация, исследователи оценили массу тела животного в новорождённом возрасте и сравнили её с массой взрослого тела. Затем они сравнили эти значения с данными нескольких тысяч живых млекопитающих, нептичьих рептилий и птиц.

«Были ли млекопитающие предки яйцекладущими или живородными — считается загадкой», — сказал Гаэтано. «Мы придумали довольно изобретательный набор методов, чтобы получить нечто очень сложное для анализа в ископаемой летописи.»

Необычно крупный новорождённый

Исследователи использовали измерения окаменелых костей, чтобы оценить, насколько большим и тяжёлым был особь C. theotonicus при рождении и при смерти. Неонатальная линия дала информацию о её размере при рождении, а внешняя поверхность кости отражала её окончательный размер.

Их расчёты показывают, что животное весило около 1,7 кг при рождении и примерно 12 кг при смерти. Это значит, что новорождённый C. theotonicus составлял около 14% от массы тела, которую он в итоге достиг.

Это соотношение поразительно по сравнению с живыми рептилиями. Некоторые черепахи, змеи и крокодилы весом от 8 до 14,5 кг производят детёнышей весом всего от 9 до 53 г. Соотношение массы новорождённого и взрослого тела у них крайне низкое — примерно от 0,1% до 0,6%.

Птицы также, как правило, производят относительно небольшое потомство. Некоторые журавли, пеликаны и стервятники весом от 8 кг до 21,5 кг имеют птенцов от 110 г до примерно 357 г, что соответствует соотношению массы новорождённого и взрослых примерно 1,3–4,5%.

Модель рождения, больше похожа на современных млекопитающих

Млекопитающие схожего взрослого размера (весом от 8 кг до 15 кг) могут рожать гораздо более тяжёлых детёнышей — от 35,5 г до 1,87 кг. Их соотношение массы новорождённого и взрослого может достигать 18,77%.

Например, гнедая дуйкерская антилопа рождает потомство, весящее примерно столько же, сколько предполагаемый новорождённый C. theotonicus. Исследователи исключили неплацентарных млекопитающих, которые откладывают яйца или хранят новорождённых в брюшковых мешках и производят крайне маленьких птенцов из этих расчётов.

«Мы были поражены, обнаружив, что C. theotonicus объединяется с современными плацентарными млекопитающими, явно отличаясь от других амниотов, таких как рептилии или птицы», — сказал Гаэтано.

Переосмысление эволюции живых рождений

«У цинодонтов эмбриональные ткани никогда ранее не наблюдались, не говоря уже о неонатальной линии», — сказала соавтор Мария Мичели Баро, аспирантка Университета Буэнос-Айреса. «В ходе анализа мы обнаружили, что признак, обычно связанный с эволюционным успехом, присутствовал у животных задолго до появления настоящих млекопитающих.»

Живорождение обычно рассматривается как относительно недавнее эволюционное развитие в линии млекопитающих. Эти данные свидетельствуют о том, что он мог появиться гораздо раньше, что даёт возможность того, что другие признаки, предположительно появившиеся позже, уже присутствовали у цинодонтов.

«Вполне возможно, что C. theotonicus не представляет собой единичного случая живости среди кинодонтов. Это может быть свидетельством общего перехода от откладки икры к рождению живых детёнышей на ранних этапах млекопитающей. Но нам нужно больше доказательств для проверки этой гипотезы», — заключил Гаэтано. «Тем не менее, похоже, что некоторые цинодонты действительно были очень похожи на современных млекопитающих.»