Эндотермия у птиц и млекопитающих может иметь общее древнее происхождение

Способность поддерживать постоянную высокую температуру тела (эндотермия), как считается, независимо возникла у птиц и млекопитающих. Новая гипотеза предполагает, что она могла появиться почти 300 миллионов лет назад у их общего предка.

Профессор Гордон Григг и международная команда исследователей выдвинули гипотезу, что эндотермия является древней и имеет общее происхождение в общем предке млекопитающих и птиц. Это противоречит общепринятой точке зрения о независимом возникновении.

Новый взгляд на термогенез

Исследование было вдохновлено биохимической гипотезой о том, как млекопитающие производят тепло в ответ на холод. У многих плацентарных млекопитающих дополнительное тепло (недрожательный термогенез, NST) вырабатывает бурая жировая ткань. Однако у сумчатых, однопроходных (утконос, ехидна) и многих плацентарных её нет.

Новые данные указывают, что у этих животных тепло для стабильной температуры тела может вырабатываться непосредственно в скелетных мышцах по другому биохимическому механизму. Похожий процесс, как считается, работает и у птиц. Это заставило учёных предположить общее происхождение эндотермии.

Поиск доказательств в палеонтологии

Если способность к эндотермии возникла так давно, её следы можно найти у древнейших предков современных птиц и млекопитающих. Исследователи провели масштабный анализ палеонтологической литературы, ища косвенные признаки в окаменелостях:

• Микроструктура костей, указывающая на быстрый и устойчивый рост.
• Большой размер тела и прямохождение, предполагающие особое строение сердца и высокое давление.
• Крупные каналы для кровеносных сосудов в костях конечностей как признак высокого кровотока.
• Данные радиоизотопного анализа о температуре формирования костей или зубов.

Результаты исследования

В ходе обзора были обнаружены признаки эндотермии у очень ранних предков обеих линий позвоночных:

• Завропсиды (линия к птицам, ящерицам, крокодилам): у парейазавров — крупных травоядных, покрытых костным панцирем.
• Синапсиды (линия к млекопитающим): у нескольких групп пеликозавров, рептилий, похожих на млекопитающих.

Эти ранние признаки согласуются с гипотезой о древнем происхождении эндотермии, которое, вероятно, старше разделения этих двух эволюционных линий. Более того, признаки эндотермии многократно встречались на протяжении обеих линий, что указывает на её широкое распространение.

Значение открытия

Это открытие ставит новый вопрос: был ли недавно обнаруженный, вероятно, древний источник тепла в мышцах заменён бурой жировой тканью у плацентарных млекопитающих или оба механизма NST (в мышцах и в буром жире) работают вместе. Изучение этого вопроса может привести к лучшему пониманию регуляции температуры тела у человека.

Исследование опубликовано в журнале Biological Reviews.