Палеонтологи определили, когда в истории эволюции появилась теплокровность
Эндотермия, или теплокровность, — это способность млекопитающих и птиц производить собственное тепло и контролировать температуру своего тела. Это главное отличие от холоднокровных рептилий лежит в основе экологического успеха млекопитающих почти во всех экосистемах мира.
До сих пор точно не было известно, когда у предков млекопитающих возникла эндотермия. Международная группа ученых нашла неопровержимые доказательства появления этого ключевого эволюционного события во внутренних ушах вымерших животных. Научная статься вышла в Nature, об открытии рассказали в Университете Витватерсранда (ЮАР).
Новое исследование доказывает, что эндотермия появилась у предков млекопитающих около 233 млн лет назад. То есть задолго до возникновения самих млекопитающих, которые появились на эволюционном древе около 200 млн лет назад.
«Впервые мы можем проследить в ходе эволюции прямое следствие возникновения эндотермии в анатомии скелета предков млекопитающих», — говорит д-р Жюльен Бенуа, палеонтолог Института эволюционных исследований Университета Витватерсранда.
Внутреннее ухо — это не только орган слуха. В нем находится также орган равновесия — полукружные каналы. Три полукружных канала внутреннего уха ориентированы в трех измерениях пространства и заполнены жидкостью, которая перемещается при движении головы и активирует рецепторы, которые сообщают мозгу точное положение головы и тела. Вязкость этой жидкости (называемой эндолимфой) имеет первостепенное значение.
При этом вязкость эндолимфы меняется в зависимости от температуры тела. Полукружные каналы внутреннего уха должны приспособиться к другой вязкости, обусловленной более высокой температурой тела, т. е. изменить свою геометрию. Это изменение формы полукружных каналов и можно проследить в окаменелостях.
«До сих пор полукружные каналы обычно использовались для предсказания передвижения ископаемых организмов. Однако мы поняли, что можем также использовать эти органы для определения температуры тела», — говорит ведущий автор доктор Ромен Давид, из парижского Музея естественной истории (Франция).
Команда ученых обнаружила, что геометрия каналов внутреннего уха адаптировалась к относительно резкому изменению вязкости эндолимфы около 233 млн лет назад.
Окаменелости из южноафриканского региона Кару сыграли ключевую роль в этом открытии. За сто лет исследований здесь было обнаружено множество окаменелостей предков млекопитающих. Южноафриканские окаменелости дают непрерывную летопись об эволюции жизни в течение почти 100 млн лет, документируя превращение зверообразных рептилий (терапсидов) в млекопитающих в мельчайших деталях. Используя передовые методы КТ-сканирования и 3D-моделирование, исследователи смогли реконструировать внутреннее ухо десятков предков млекопитающих из южноафриканского Кару и других стран мира.
До сих пор считалось, что эндотермия возникла около 200 млн лет назад. Однако новая дата согласуется с данными о том, что многие черты, обычно связанные с млекопитающими, например, усы и мех, также развились раньше, чем появился этот класс животных. Что еще более важно, результаты подтверждают: эволюционный переход к теплокровности был неожиданно быстрым.
«Вопреки расхожему научному представлению, наша статья неожиданно доказывает, что эндотермия, по-видимому, развилась очень быстро — менее чем за миллион лет. Это не был постепенный, медленный процесс в течение десятков миллионов лет, как считалось ранее. Возможно, он был вызван формированием новых метаболических путей, подобных тем, что есть у млекопитающих, и появлением меха», — говорит д-р Рикардо Араужо из Университета Лиссабона (Португалия), один из авторов работы.
Теплокровный тираннозавр и холоднокровный стегозавр: старая научная тайна раскрывается
Новое исследование переворачивает представление о теплолюбивости динозавров
