Почему эволюция снова и снова рождала саблезубых животных — а теперь их нет

На протяжении миллионов лет эволюции саблезубые животные появлялись не менее пяти раз — и вымирали. В Бристольском университете в Англии нашли объяснение этому парадоксу.

Саблевидные зубы — это очень длинные, острые клыки, обычно несколько приплюснутые и изогнутые, а не закругленные. Такие зубы независимо развивались в разных группах млекопитающих по крайней мере пять раз, и ископаемые останки саблезубых хищников были найдены в Северной и Южной Америке, Европе и Азии.

Впервые разящие клыки появились около 270 миллионов лет назад у горгонопсов — рептилий, похожих на млекопитающих. Еще один пример — сумчатый саблезубый тигр, который вымер около 2,5 миллионов лет назад. Последними были смилодоны — саблезубые кошки, обитавшие в Северной и Южной Америке в период 2,5 миллиона — 10 тысяч лет назад.

Палеобиолог Талия Поллок из Бристольского университета и ее коллеги изучили клыки 95 видов плотоядных млекопитающих, включая 25 саблезубых. Они измерили формы зубов, чтобы классифицировать и смоделировать их. Затем напечатали на 3D-принтере уменьшенные копии каждого зуба из металла и проверили их эффективность в тестах на прокол, в которых образцы механически вонзались в имитирующие живую ткань желатиновые блоки.

Эксперименты, с результатами которых можно ознакомиться в журнале Current Biology, показали, что саблевидным зубам требуется на 50% меньшее усилие, чтобы прокусить добычу.

Кроме того, оценили эффективность саблевидных зубов с точки зрения соотношения их прочности и поражающего действия.

«Зубы плотоядного животного должны быть достаточно острыми и тонкими, чтобы животное могло пронзить плоть своей добычи, и в то же время тупыми и достаточно прочными, чтобы не сломаться во время укуса», — объясняет Поллок.

У животных, подобных смилодону, были чрезвычайно длинные саблевидные зубы.

«Эти зубы, вероятно, появлялись снова и снова, потому что у них оптимальная конструкция для прокалывания. Они действительно хорошо справляются с прокусыванием, но это также означает, что они немного хрупкие», — замечает ученая.

В карьерах Ла-Бреа в Калифорнии находили немало останков смилодонов, в том числе со сломанными зубами.

У других видов саблевидные зубы были предназначены, судя по их форме, для иных задач. Например, саблезубые кошки динофелисы, жившие в Африке, Европе, Азии и в Северной Америке в плиоцене, обладали более широкими клыками, которые, по словам Поллок, лучше сочетали укус и прочность.

Одним словом, параметры зубов взаимосвязаны. «Аспекты формы, которые делают зуб хорошим в одном, делают его плохим в другом», — резюмирует она.

Одна из основных гипотез, объясняющих причины вымирания саблезубых животных, заключается в том, что экосистемы менялись, и крупная добыча, на которую они, как считается, охотились, например, мамонты, исчезала. Исследование зубов подтверждает ее.

Охота на мелкую добычу при помощи длинных саблевидных зубов нерациональна, поэтому саблезубые хищники уступили свою нишу тем, кто в этом эффективнее — например кошкам с мелкими зубами.

«Как только экологические или окружающие условия изменились, высокоспециализированные саблезубые хищники не смогли достаточно быстро адаптироваться и вымерли», — подтверждает Стефан Лаутеншлагер из Бирмингемского университета, Великобритания.

«Я думаю, это одна из причин, по которой эта саблезубая морфология не эволюционировала снова в настоящее время — у нас нет мегафауны. Добычи тут нет», — добавляет Джули Мичен из Университета Де-Мойна в Айове.