1621
Мікроскопічний слід росту в кістці віком близько 236 мільйонів років може бути одним із найдавніших свідчень живонародження в еволюційній гілці ссавців. Нове дослідження, опубліковане в журналі Frontiers in Mammal Science і описане на сайті Scienmag, вказує, що живонародження (виношування ембріонів усередині тіла матері з подальшим народженням живих малят) могло з’явитися щонайменше на 90–95 мільйонів років раніше, ніж вважали раніше.
Об’єктом дослідження став Chiniquodon theotonicus — тріасовий родич ссавців з групи цинодонтів, який жив у період відновлення екосистем після однієї з наймасштабніших масових вимирань в історії Землі. Хоча в скам’янілостях майже ніколи не зберігаються репродуктивні тканини чи ембріони, автори роботи стверджують, що характер росту кістки дає непрямий, але незвично переконливий сигнал про особливості розвитку цих тварин.
Неонатальна лінія в кістці як «мітка народження»
Ключові докази походять з мікроструктури кістки дорослого екземпляра C. theotonicus, знайденого на північному заході Аргентини. Під час вивчення зрізу кістки дослідники виявили характерну межу росту, «вбудовану» у її мікроскопічну будову.
У сучасних тварин подібна структура може формуватися невдовзі після народження і відома як неонатальна лінія. Вона виникає через різку зміну темпів росту під час переходу від внутрішньоутробного існування до життя поза тілом матері й лишає впізнаваний слід у кістках чи зубах. До цієї роботи нічого подібного ще не описували в цинодонтів, і ембріональні або плодові тканини в них також ніколи не знаходили.
Дослідники інтерпретували цю межу як мітку переходу від пренатального розвитку до постнатального життя. Орієнтуючись на її положення, вони змогли оцінити приблизний розмір тварини на момент народження та в дорослому віці.
Цинодонти на межі між рептиліями та ссавцями
Цинодонти, зокрема Chiniquodon, займають ключове місце в еволюції: це ще не справжні ссавці, але вони вже мали низку «ссавцеподібних» рис — диференційовані зуби, спеціалізовану будову щелеп, зміни в поставі та способі руху.
Chiniquodon жив у тріасовому періоді, коли наземні екосистеми перебудовувалися після ендпермського масового вимирання. Тварини в цей час стикалися з жорсткою конкуренцією, значним тиском хижаків, зростанням посушливості та різкими сезонними коливаннями. Автори роботи припускають, що живонародження могло дати перевагу в таких умовах: ембріони залишалися захищеними всередині матері, а не вразливими яйцями, відкритими для хижаків, зневоднення й температурних стресів.
Оцінки маси тіла: Chiniquodon ближче до плацентарних ссавців
Щоб перевірити, чи узгоджується будова кістки з ідеєю живонародження, вчені оцінили масу тіла тварини при народженні та на момент смерті за розмірами її кісток. Неонатальна лінія вказала на масу при народженні приблизно 1,7 кілограма, тоді як зовнішні розміри скелета свідчили про масу близько 12 кілограмів у дорослому віці.
Отже, новонароджений Chiniquodon важив приблизно 14 % від маси дорослої тварини. Це значно більше, ніж зазвичай спостерігається в яйцекладних рептилій і птахів, але добре вписується в діапазон значень для багатьох сучасних плацентарних ссавців, чиї дитинчата розвиваються всередині матері довше і народжуються відносно великими й розвиненими.
Далі дослідники порівняли C. theotonicus з масивом даних про кілька тисяч сучасних ссавців, не пташиних рептилій і птахів. Для рептилій масою від 8 до 14,5 кілограмів типові новонароджені (вилуплені з яєць) мають лише близько 9–53 грамів, тобто їхня маса становить приблизно 0,1–0,6 % від дорослої. Птахи подібного розміру виводять пташенят масою 110–357 грамів, що відповідає 1,3–4,5 %.
Натомість у ссавців масою 8–15 кілограмів новонароджені важать від близько 35,5 грамів до 1,87 кілограма, а співвідношення маси дитинчати до дорослої тварини може сягати майже 19 %. Оцінка для Chiniquodon чітко потрапляє саме в діапазон плацентарних ссавців, а не рептилій чи птахів.
Це, звісно, не «фотографія вагітності» у викопному стані, але біологічний тест конкуруючих сценаріїв розмноження. У яйцекладних амніотів більша частина розвитку відбувається вже після вилуплення, тому молодь набагато менша за дорослих. У живонародних ссавців ембріони довше лишаються в репродуктивному тракті й встигають набрати значну частку дорослої маси до народження. Незвично велика оцінена маса «новонародженого» C. theotonicus підтримує можливість тривалого внутрішньоутробного розвитку його потомства.
Ранні витоки живонародження і відкриті питання
Автори підкреслюють, що їхні висновки спираються на поєднання гістологічних даних, реконструкції розмірів тіла та порівняльної біології, а не на пряме збереження ембріонів чи репродуктивних органів. Попри це, робота ставить під сумнів звичну часову шкалу еволюції розмноження у ссавців.
Живонародження часто вважали відносно пізньою інновацією всередині лінії ссавців, а ранніх цинодонтів — яйцекладними або подібними за стратегією до сучасних однопрохідних. Новий аналіз натякає, що принаймні деякі цинодонти вже могли народжувати великих, живих дитинчат у пізньому тріасі. Якщо це підтвердять додаткові знахідки, то живонародження могло з’явитися на самому початку еволюційного шляху ссавців, а не лише поблизу появи перших «справжніх» представників групи.
У такому разі саме репродуктивна біологія могла почати змінюватися задовго до того, як остаточно сформувалися анатомічні ознаки, за якими зазвичай розрізняють ссавців. Дослідження також припускає, що C. theotonicus не був поодиноким «експериментом» у еволюції розмноження.
Серед сучасних хребетних живонародження незалежно виникало багато разів — у рептилій, риб і амфібій. Це показує, що такий спосіб розмноження легко еволюціонує, коли екологічний тиск сприяє кращому захисту потомства. Але в лінії, що веде до ссавців, перехід від відкладання яєць до внутрішнього виношування ембріонів вимагав глибоких змін у репродуктивній анатомії, ембріогенезі, обміні поживними речовинами та фізіології матері.
Наразі вчені не можуть сказати, наскільки далеко зайшли ці зміни в Chiniquodon, і чи отримували його ембріони живлення через структуру, функціонально подібну до плаценти. Скам’янілі дані вказують на час народження, але не розкривають усі біологічні механізми, що його забезпечували.
Автори роботи, очолювані палеонтологом Леандро Гаетано (Leandro Gaetano) з Національної ради з наукових і технічних досліджень Аргентини, називають результат першою переконливою вказівкою на те, що живонародження могло бути притаманне принаймні одному з предків ссавців. До аналізу також долучилися Адріана Мансусо (Adriana Mancuso) з CONICET і Марія Мічелі Баро (María Miceli Baro) з Університету Буенос-Айреса.
Їхня робота демонструє, як мікроскопічні сліди в скам’янілих кістках здатні пролити світло на поведінку та життєві стратегії вимерлих тварин, які майже ніколи не зберігаються безпосередньо. Одна неонатальна лінія ще не доводить, що всі цинодонти були живонародними, і для перевірки цієї гіпотези на всій групі потрібні нові викопні рештки. Проте поєднання «мітки народження» та винятково великого розміру новонародженого перетворює давню еволюційну загадку на чітке наукове питання: чи не почалася характерна для ссавців стратегія живонародження ще в глибокому тріасі, за десятки мільйонів років до появи перших справжніх ссавців.
Скам’янілі кістки вказують на живонародження у давнього предка ссавців з’явилася спочатку на Цікавості.
