Что странные летучие мыши рассказывают об эволюции млекопитающих

Исследование черепов летучих мышей с разнообразным рационом помогло учёным понять, как могли эволюционировать основные группы млекопитающих.

Анализируя черепа группы летучих мышей, питающихся от нектара до крови, исследователи из США и Имперского колледжа Лондона выявили, как эти мыши изменили своё развитие для адаптации к разным диетам. Результаты, опубликованные в журнале Developmental Dynamics, могут пролить свет на то, как млекопитающие в целом эволюционировали, развивая разнообразие рационов и специализированные черепа.

Лицо как отражение диеты

Многие летучие мыши охотятся на насекомых с помощью эхолокации. Однако одна группа летучих мышей Центральной Америки и Карибского бассейна, известная как новосветские листоносы, развила широкий спектр диет и соответствующие им черепа и зубы:

• У видов, питающихся нектаром цветов, развились очень длинные морды.
• У видов, поедающих крупные фрукты, — очень плоские лица.
• Некоторые виды имеют черепа и зубы, позволяющие ловить мелких птиц и крыс.
• Другие способны просверливать кожу млекопитающих и пить кровь.

Это разнообразие отражает спектр специализированных диет (и черепов), наблюдаемый у млекопитающих в целом. Например, лица фруктоядных летучих мышей напоминают лица приматов, а лица птице- и грызуноядных — волков и других хищников.

При этом всё это разнообразие содержится в пределах одной относительно молодой группы летучих мышей, которая эволюционировала за последние 15–20 миллионов лет. Это делает их идеальной моделью для изучения эволюции млекопитающих в целом, которые диверсифицировались на основные группы гораздо раньше, 100–120 миллионов лет назад.

Модель для изучения эволюции

Исследовательская группа под руководством доктора Архата Абжанова изучила черепа взрослых, молодых и эмбриональных особей летучих мышей с помощью высокоразрешающей микро-КТ-томографии.

Они обнаружили, что на развитие высокоспециализированных черепов, таких как у нектаро- или кровососов, сильно повлиял процесс гетерохронии — изменения темпа развития, а также времени и порядка ключевых этапов развития у эмбриона и молодой особи.

Например:

• Длинная морда нектароядных мышей формируется поздно в развитии, так как фаза формирования морды значительно удлиняется по сравнению с нормальными сроками у насекомоядных предков.
• Фруктоядные мыши развили свои уникальные приматообразные лица, ускорив прохождение тех же стадий развития.

Как отметил доктор Абжанов, развитие этих летучих мышей как эмбрионов и juveniles (молодых особей) близко следует предсказанным эволюционным изменениям от их общего предка. Это явление, известное как рекапитуляция, может позволить раскрыть некоторые лежащие в основе генетические механизмы — как для летучих мышей, так и потенциально для млекопитающих в целом.