Познакомьтесь с нашим предком: найден прародитель всех плацентарных млекопитающих

Маленькое существо с пушистым хвостом – вот так когда-то выглядело создание, являющееся предком мышей, слонов, львов, тигров, медведей, китов, летучих мышей и людей. Новое исследование также указывает, что прародитель большинства млекопитающих появился вскоре после катастрофы, окончившей эру динозавров.

«Такие виды, как грызуны и приматы, не ходили по Земле вместе с нептичьими динозаврами; они появились от общего предка – маленького, юркого, насекомоядного животного – вскоре после исчезновения громадных рептилий», - рассказывает исследователь Маурин Олири.

Работа была такой скрупулезной, что группа исследователей из 23 ученых со всего мира смогла сделать предположение и о внешнем виде, и о внутреннем строении гипотетического предка: от его мозга и костей внутреннего уха до яичников и сперматозоидов (последние, очевидно, обладали головкой и хвостиком, как и современные клетки).

Наибольшая ветвь семейства млекопитающих включает плацентарных животных, то есть млекопитающих, дети которых вырастают живыми в плацентах. Еще есть сумчатые, такие как кенгуру, выращивающие потомство в карманах, и однопроходные яйцекладущие, как утконосы, зародыши которых развиваются в яйцах. Существует более 5100 живых видов плацентарных, и они демонстрируют поразительное разнообразие.

Корни плацентарных

Многие моменты относительно происхождения плацентарных млекопитающих остаются под вопросом, к примеру, непонятно, когда они появились и как распространились. Окаменевшие останки свидетельствуют, что они эволюционировали после массового вымирания мелового периода около 65 миллионов лет назад, когда закончилась эра динозавров; модель «взрывного появления», основанная на этих данных, предполагает, что род плацентарных появился и распространился для того, чтобы заполнить нишу, оставшуюся незанятой после этой катастрофы. Однако генетические исследования предполагают, что этот род гораздо старше, и его диверсификация связана с разломом суперконтинента, произошедшем до конца мелового периода. Мнения ученых, работающих с ДНК и морфологией, разделились.

Чтобы обнаружить корни древа плацентарных млекопитающих и помочь найти выход из десятилетних дебатов о сроках их эволюции, международная группа ученых приняла участие в 6-летнем проекте, нацеленном на сбор воедино компонентов древа жизни. В рамках проекта были приняты два отдельных подхода к эволюционным исследованиям: на основе молекулярных данных, т.е. ДНК, и с точки зрения морфологической информации, в которой принимаются во внимание анатомические характеристики, такие как длина костей, виды зубов и присутствие полос на мехе.

Группа молекулярных биологов собрала последовательности ДНК существующих животных, тогда как морфологи проанализировали анатомию и живых, и вымерших млекопитающих. Молекулярные биологи были фактически ограничены лишь живыми организмами, так как в настоящее время науке неизвестен способ получения генетического материала из окаменевших останков, возраст которых более 30 тысяч лет. Потому морфологические данные сыграли основную роль, когда вопрос зашел об изучении более древних ветвей семейного древа млекопитающих.

«Изучение древа жизни – это как проведение расследования на месте преступления; это история, произошедшая в прошлом и не подлежащая повторению, - рассказывает Маурин Олири. – Как и на месте преступления, новые средства ДНК предоставляют важную информацию, но то же самое и с другими физическими уликами, такими как тело или, говоря о научной сфере, окаменевшие останки и анатомия. Сочетание всех таких улик дает возможность наиболее полно реконструировать события прошлого».

Банк морфологии млекопитающих

Что касается изучения морфологии, база данных из 500 анатомических характеристик, или признаков, часто считается достаточно обширной. Однако для нового проекта исследователи создали поразительный набор из 4500 признаков, и в этом им помогла база данных глобальной сети, доступная для широкой публики, под названием МорфоБанк.

«Нам бы не удалось завершить работу без МорфоБанка, - рассказывает исследовательница Мишель Спаулдинг. – Этот веб-сайт дал возможность членам группы, разбросанным по всему миру, работать в тесном взаимодействии».

Сочетание базы данных ДНК и набора морфологических признаков привело к беспрецедентному объему информации для каждого из 83 изученных млекопитающих.

«Это не означает, что раньше мы не комбинировали ДНК и морфологию, - отмечает Мишель Спаулдинг. – Но в этот раз мы феноменально расширили объем морфологических деталей, обеспечив большую анатомическую базу для изучения в сравнении с данными ДНК».

Как выглядел наш предок

По всем этим данным о живых и вымерших млекопитающих ученые вычислили внешний вид самого недавнего общего предка всех плацентарных млекопитающих. Затем ученые обратились за помощью к художнику, изобразившему это животное. Помимо пушистого хвоста, по мнению исследователей, существо питалось насекомыми и весило от 6 (примерно соответствует некоторым землеройкам) до 245 грамм. Оно было более приспособлено к юркому бегу, чем к более специализированным формам передвижения, таким как раскачивание на деревьях. Кроме того, кора головного мозга этого животного, т.е. часть мозга, связанная с высшими умственными процессами, очевидно, была извилистой, что связано с более активной мозговой деятельностью.

Ученые отмечают, что это описание стало возможным благодаря 4500 морфологических признаков. Были изучены все аспекты анатомии млекопитающих, от черепа и скелета до зубов, внутренних органов, мускулов и даже волосяного покрова. Образ предка плацентарных удалось реконструировать с использованием нового семейного древа млекопитающих в сочетании с анатомическими данными.

Исследование также предполагает, что плацентарные млекопитающие появились по окончании эпохи динозавров, а первоначальный предок эволюционировал от 200 до 400 тысяч лет назад после массового вымирания. Это примерно на 36 миллионов лет позже, чем в соответствии с исследованием, основанным исключительно на генетических данных.

Это поддерживает мнение, что массовое исчезновение оказалось критическим событием в эволюции млекопитающих. «Распространение плацентарных млекопитающих не связано с разломом суперконтинента Гондвана и формированием малых континентов», - уверен Олири.

По мнению ученых, исследование продемонстрировало определенные недостатки методики, основанной исключительно на генетических данных. Она включает слишком много предположений и допущений относительно того, как гены меняются со временем.

В будущем ученые планируют продолжить поиски важных останков из позднего мезозоя и раннего палеогена, которые помогут завершить семейное древо плацентарных млекопитающих.

Источник: Livescience

• < Влияние содержания лекарств в речных водах на поведение рыбы
• Любовь и страсть: 7 уроков от братьев наших меньших >

Комментарии: