Ученые выявили различия в росте древних и современных млекопитающих по годовым кольцам зубов

Исследование, опубликованное в Science Advances, раскрывает особенности роста и развития ранних млекопитающих в ключевой для них юрский период. Используя метод синхротронной рентгеновской томографии для визуализации годовых колец в окаменелых корнях зубов, ученые смогли оценить продолжительность жизни, скорость роста и даже время наступления половой зрелости у этих древних существ.

«Впервые мы смогли так детально реконструировать модели роста этих ранних млекопитающих», — заявил ведущий автор исследования доктор Элис Ньюхэм.

Изучая расстояние и текстуру этих колец роста, можно определить не только скорость роста на разных этапах жизни, но и сделать выводы об их метаболизме и жизненном цикле в целом.

Результаты бросают вызов прежним представлениям о моделях роста предков млекопитающих. Исследование отвечает на вопрос: «Когда эволюционировал современный жизненный цикл млекопитающих?»

Ученые обнаружили, что первые признаки современной модели роста млекопитающих (высокие темпы роста у молодых особей, которые замедляются в период полового созревания) появились у самых ранних истинных млекопитающих около 130 миллионов лет назад. В отличие от них, у более древних «маммалиаформ» скорость роста мало менялась на протяжении жизни.

Однако, как и маммалиаформы, эти животные росли медленнее и жили намного дольше, чем современные мелкие млекопитающие (например, крысы и мыши), достигая максимальной продолжительности жизни от 8 до 14 лет. Изменение скорости роста вместе со структурой колец указывает на время полового созревания и потенциально наступления половой зрелости.

«Эти данные показывают, что в то время как современные мелкие млекопитающие достигают половой зрелости за несколько месяцев, самым ранним млекопитающим для этого требовалось несколько лет», — сказала соавтор исследования доктор Пэм Гилл.

«Мы также обнаружили, что такой долгий, растянутый жизненный цикл был характерен для ранних млекопитающих на протяжении всей юры».

«Результаты показывают, что уникальные черты жизненного цикла млекопитающих, такие как высокий уровень метаболизма и длительная родительская забота, эволюционировали постепенно в течение миллионов лет. Юрский период, по-видимому, стал переломным временем в этой эволюции», — объясняет доктор Ньюхэм.

Исследовательская группа использовала метод синхротронной рентгеновской томографии для визуализации крошечных годовых колец в окаменелом корневом цементе — костной ткани, прикрепляющей зуб к челюсти. Эти кольца похожи на годичные кольца деревьев, но в микроскопическом масштабе. Подсчитывая кольца и анализируя их толщину и текстуру, исследователи смогли восстановить модели роста и продолжительность жизни этих вымерших животных.

«Это исследование — отличный пример того, как новые технологии революционизируют наше понимание глубокого прошлого. Заглядывая в эти окаменелые зубы, мы можем получить ценную информацию о жизни существ, которые жили миллионы лет назад», — говорит старший соавтор исследования профессор Томас Мартин.

В исследовании приняли участие ученые из Queen Mary University of London, University of Bonn, Natural History Museum London, University of Helsinki, Geological Survey of Finland, University of Hull, European Synchrotron Radiation Facility (Франция), University of Southampton, College of Osteopathic Medicine (США), University of Bristol и University of Edinburgh.