Микроскопическая линия роста в кости древнего существа, жившего 236 миллионов лет назад, возможно, закрыла один из самых давних вопросов палеонтологии: как размножались предки млекопитающих? Исследование, опубликованное в журнале Frontiers in Mammal Science, впервые дает убедительные доказательства того, что цинодонт Chiniquodon theotonicus был живородящим — то есть рожал живых детенышей, а не откладывал яйца.

«Мы впервые показываем, что живорождение присутствовало по крайней мере у одного предка млекопитающих — Chiniquodon theotonicus, жившего примерно 236 миллионов лет назад, — говорит ведущий автор доктор Леандро Гаэтано, палеонтолог из Национального научно-технического исследовательского совета (CONICET) в Аргентине. — Это означает, что живорождение среди ранних цинодонтов возникло в линии млекопитающих по крайней мере на 95–90 миллионов лет раньше, чем считалось ранее».

Неонатальная линия меняет картину

Исследование началось во время аспирантского курса, когда ученые заметили необычную отметину роста в микроскопической структуре кости полностью взрослой особи C. theotonicus из северо-западной Аргентины. Сравнение с живыми видами показало, что эта особенность может быть неонатальной линией — отчетливым кольцом роста в кости или зубах, которое формируется, когда рост резко ускоряется сразу после рождения.

Чтобы проверить эту интерпретацию, исследователи оценили, сколько весило животное при рождении по сравнению с его более поздней массой тела. Затем они сравнили это соотношение с измерениями нескольких тысяч живых млекопитающих, не птичьих рептилий и птиц.

«Было ли живорождение у предков млекопитающих или они откладывали яйца, считалось непостижимой загадкой, — говорит Гаэтано. — Мы придумали довольно ingenious набор методов, чтобы подобраться к тому, что очень трудно анализировать в летописи окаменелостей».

Размер при рождении совпадает с живыми млекопитающими

Измерения неонатальной линии и внешней поверхности кости позволили исследователям оценить размер и вес C. theotonicus при рождении и в момент смерти. Они подсчитали, что животное весило около 1,7 кг при рождении и около 12 кг, когда умерло. Таким образом, его масса при рождении составляла примерно 14% от массы в момент смерти.

Эта пропорция резко отличается от многих живых рептилий. Черепахи, змеи и крокодилы весом от 8 до 14,5 кг могут производить детенышей весом всего от 9 до 53 г, что дает соотношение массы новорожденного к взрослой особи примерно от 0,1% до 0,6%. Некоторые журавли, пеликаны и грифы весом от 8 до 21,5 кг производят птенцов весом от 110 г до примерно 357 г, что соответствует соотношению примерно от 1,3% до 4,5%.

Живые млекопитающие аналогичного размера, весом от 8 до 15 кг, могут рожать детенышей весом от 35,5 г до 1,87 кг, при этом соотношение массы новорожденного к взрослой особи достигает 18,77%. Один из примеров — болотный дукер, антилопа, чьи новорожденные весят примерно столько же, сколько предполагаемый новорожденный C. theotonicus. Анализ исключил не плацентарных млекопитающих, которые откладывают яйца или носят детенышей в брюшных сумках и производят чрезвычайно мелких детенышей.

Окаменелость группируется с плацентарными млекопитающими

«Мы были поражены, обнаружив, что C. theotonicus группируется с современными плацентарными млекопитающими, явно отличаясь от других амниот, таких как рептилии или птицы», — говорит Гаэтано.

«У цинодонтов эмбриональные ткани никогда не наблюдались раньше, не говоря уже о неонатальной линии, — говорит соавтор Мария Мичели Баро, аспирантка Университета Буэнос-Айреса. — Благодаря ее анализу мы обнаружили, что признак, который обычно связывают с эволюционным успехом, присутствовал у животных задолго до возникновения настоящих млекопитающих».

Живорождение могло возникнуть гораздо раньше

Живорождение обычно считалось относительно недавним эволюционным развитием в линии млекопитающих. Данные C. theotonicus поднимают возможность того, что эта репродуктивная стратегия, а также, возможно, другие черты, похожие на млекопитающих, появились у цинодонтов гораздо раньше, чем считалось ранее.

«Вполне возможно, что C. theotonicus не является изолированным случаем живорождения среди цинодонтов. Это может быть свидетельством общего перехода от откладывания яиц к рождению живых детенышей на раннем этапе линии млекопитающих. Но нам нужно больше доказательств, чтобы проверить эту гипотезу, — заключает Гаэтано. — Тем не менее, похоже, что некоторые цинодонты действительно были очень похожи на современных млекопитающих».

Цинодонты процветали в триасе — периоде восстановления и перестройки экосистем после одного из самых разрушительных массовых вымираний в истории жизни, объясняет старший автор Адриана Манкусо, исследователь CONICET, специализирующийся на эволюции наземных экосистем. Это означало высокую конкуренцию за ресурсы и сильное давление хищников. В сочетании с тенденцией к аридизации и сильной сезонностью эмбрионы живородящих видов были бы лучше защищены, чем у видов, откладывающих яйца.

Кстати, мы уже писали о том, как кость триасового зверя показала: млекопитающие рожали живых детенышей на 95 млн лет раньше. Это открытие перекликается с другой недавней находкой — рыбой с пуповиной, которая отодвинула появление живорождения еще на 200 миллионов лет назад. Вместе эти исследования рисуют картину, в которой живорождение возникало в разных линиях животных независимо и гораздо раньше, чем предполагалось.