Происхождение теплокровности у предков млекопитающих
Эндотермия, или теплокровность, — это способность млекопитающих и птиц производить собственное тепло тела и контролировать его температуру. Международная группа учёных, включая исследователей из Витватерсрандского университета (ЮАР), определила время появления этого ключевого признака у предков млекопитающих, изучив строение внутреннего уха ископаемых животных. Исследование опубликовано в журнале Nature.
Ключевая находка
Анализ показал, что эндотермия появилась у предков млекопитающих около 233 миллионов лет назад — значительно раньше, чем само происхождение млекопитающих (~200 млн лет назад).
«Впервые мы можем проследить прямое влияние происхождения эндотермии на скелетную анатомию наших предшественников», — говорит доктор Жюльен Бенуа, старший научный сотрудник Витватерсрандского университета.
Метод: внутреннее ухо как индикатор температуры
Орган равновесия во внутреннем ухе — полукружные каналы — заполнен жидкостью (эндолимфой). Её вязкость критически важна для функции равновесия и, как у любой жидкости, зависит от температуры тела.
Исследователи предположили, что при повышении температуры тела (переходе к эндотермии) вязкость эндолимфы изменится. Чтобы орган равновесия продолжал работать эффективно, должна была измениться геометрия самих полукружных каналов. Это морфологическое изменение можно отследить по окаменелостям.
«Мы поняли, что, тщательно изучив биомеханику [каналов], можем использовать их для определения температуры тела», — объясняет доктор Ромен Давид, ведущий автор исследования из Национального музея естественной истории в Париже.
Роль ископаемых из Карру (ЮАР)
Ископаемые из южноафриканского бассейна Карру сыграли ключевую роль благодаря обширной летописи эволюции предков млекопитающих (терапсид) на протяжении почти 100 миллионов лет.
Используя методы КТ-сканирования и 3D-моделирования, учёные реконструировали внутреннее ухо десятков видов. Они обнаружили, что геометрия каналов адаптировалась к изменению вязкости эндолимфы около 233 млн лет назад.
Важно, что в то время Карру находился ближе к Южному полюсу. «Поскольку климат в Южной Африке был в среднем холоднее, изменение вязкости жидкости внутреннего уха могло быть вызвано только более высокой температурой тела у предков млекопитающих», — отмечает доктор Бенуа.
Смена парадигмы
Ранее предполагалось, что эндотермия возникла около 252 млн лет назад (на границе перми и триаса) или ближе к 200 млн лет назад. Новые данные указывают на более позднюю, но всё ещё раннюю дату — 233 млн лет назад.
Это согласуется с недавними открытиями, что другие «маммальные» черты (например, шерсть и вибриссы) также появились раньше, чем считалось.
Главный вывод: переход к теплокровности был быстрым в геологических масштабах.
«Наша работа неожиданно показывает, что приобретение эндотермии, по-видимому, произошло очень быстро — менее чем за миллион лет», — говорит доктор Рикардо Араужо, ведущий автор из Лиссабонского университета. — Это был не постепенный процесс на протяжении десятков миллионов лет, как думали раньше».
«Происхождение эндотермии млекопитающих — одна из великих неразгаданных тайн палеонтологии. Наш метод показывает реальные перспективы, поскольку он был проверен на большом количестве современных видов», — заключает доктор Кеннет Энджелчик, старший автор статьи.