Генетическое определение пола позволило древним видам адаптироваться к жизни в океане
Новый анализ вымерших морских существ показывает, что переход от откладывания яиц к живорождению открыл эволюционные пути, позволившие этим древним видам адаптироваться и процветать в открытом океане.
Исследование, проведённое учёными из Гарвардского университета и Университета Рединга и опубликованное на этой неделе в журнале Nature, также показывает, что эволюция живорождения критически зависела от появления генов — а не температуры инкубации — в качестве основного фактора, определяющего пол потомства.
Установив эту связь на примере трёх линий вымерших морских рептилий — мозазавров, завроптеригий и ихтиозавров — учёные утверждают, что генетическое, или хромосомное, определение пола могло сыграть удивительно важную роль в адаптивной радиации и заселении мирового океана разнообразными видами.
«Определение пола с помощью генетических механизмов позволило морским рептилиям рожать живых детёнышей в воде, в отличие от откладывания яиц на пляже, — говорит Крис Орган, научный сотрудник кафедры организменной и эволюционной биологии Гарварда. — Это освободило эти виды от необходимости выходить на сушу для размножения и гнездования. Как следствие, в каждой группе эволюционировали экстремальные физические адаптации, такие как ластовидные хвосты, спинные плавники и крылообразные конечности ихтиозавров».
Мозазавры, завроптеригии и ихтиозавры заселили моря мезозойской эры в период от 251 до 100 миллионов лет назад. Все три группы вымерших морских рептилий дышали воздухом, но развили другие адаптации к жизни в открытом океане, такие как ластовидные конечности, обтекаемые тела и изменения в структуре костей. Некоторые превратились в огромных хищников, например, похожие на дельфинов ихтиозавры, которые вырастали более 20 метров в длину. Ихтиозавры и, возможно, мозазавры даже эволюционировали к родам хвостом вперёд — адаптации, которая помогает современным китам и дельфинам избежать утопления при рождении.
«Утрата необходимости в суше в жизненном цикле ихтиозавров и других морских рептилий освободила их для полностью водного существования, что оказалось эволюционно выгодным, судя по последовавшему за этим разнообразию», — говорит Дэниел Э. Джейнс, научный сотрудник кафедры организменной и эволюционной биологии Гарварда.
Хотя у большинства животных популяции состоят из самцов и самок, способ определения пола у потомства различается. Некоторые животные в основном полагаются на половые хромосомы, как у людей, где две X-хромосомы определяют женский пол, а X и Y — мужской. Среди ныне живущих морских видов хромосомное определение пола характерно для китов, дельфинов, ламантинов и морских змей.
С другой стороны, у морских черепах и гребнистых крокодилов пол потомства обычно определяется температурой инкубации яиц. Эти виды также привязаны к полуводному существованию, поскольку их жёсткие, газообменные яйца должны откладываться на суше.
«Никто до конца не понимал, как определение пола совместно эволюционировало с живорождением и откладыванием яиц», — говорит Орган.
Орган, Джейнс и их коллеги показывают, что эволюция живорождения у вида зависит от предшествующей эволюции генетического определения пола. Поскольку окаменелые останки беременных мозазавров, завроптеригий и ихтиозавров показывают, что эти виды рожали живых детёнышей, они также должны были использовать генетическое определение пола — момент, о котором палеонтологическая летопись умалчивает.
Источник: Harvard University