Ящерицы переписали правила эволюции: ученые разрешили давний спор о броне рептилий
Более 100 лет биологи предполагали, что костные пластины, встроенные в кожу ящериц, как природная броня, являются древней особенностью, которую одни эволюционные линии унаследовали, а другие утратили. Но новые данные показывают, что это совершенно неверно.
Ученые обнаружили, что большинство костных пластин ящериц, остеодерм, эволюционировали несколько раз независимо друг от друга, спустя долгое время после того, как основные группы ящериц уже разделились. То есть, многие ящерицы не унаследовали броню от общего предка, а полностью развили ее заново, и даже усовершенствовали, иногда спустя десятки миллионов лет после того, как утратили ее. Это наиболее отчетливо видно на примере варанов, особенно в Австралии, где несколько эволюционных линий вновь развили остеодермы в миоцене. Биологи считают, что ранние вараны, включая предков австралийских варанов, изначально утратили свои остеодермы из-за активного образа жизни. Спустя миллионы лет некоторые виды варанов вновь развили более легкую форму брони в ответ на новые экологические условия. Исследование опубликовано в Biological Journal of the Linnean Society, пишет New Atlas.
У Фокус. Технологии появился свой Telegram-канал. Подписывайтесь, чтобы не пропускать самые свежие и захватывающие новости из мира науки!
Ученые реконструировали эволюционную историю остеодерм у чешуйчатых рептилий, группы, в которую входят ящерицы и змеи, на протяжении примерно 320 миллионов лет. Проанализировав 643 ныне живущих и вымерших видов, ученые получили наиболее полное представление о том, как эти костные пластины появлялись, исчезали и, в некоторых случаях, вновь возникали.
Остеодермы образуются в коже рептилии, а не являются частью скелета, и выполняют множество функций, а не только выступают в роли природной брони. У крокодилов они играют ключевую роль в поддержании здоровья во время длительного пребывания в воде, высвобождая кальций, который помогает нейтрализовать накопление кислоты в крови. Таким образом, эти пластины могут действовать как броня, регуляторы температуры, хранилища кальция и структуры, удерживающие воду. Но, несмотря на такое разнообразие функций, их эволюционное происхождение оставалось неясным.
Ученые использовали данные компьютерной томографии, которые показали, где расположены остеодермы у ныне живущих ящериц, и сравнили их с ископаемыми находками. Затем они применили эволюционные модели, учитывающие адаптации к окружающей среде, что позволило понять, когда эти костные пластины присутствовали или отсутствовали у предковых видов.
Исследование показало, что у самых ранних предков ящериц почти наверняка полностью отсутствовала броня, и эта особенность отсутствовала в течение десятков миллионов лет после того, как ящерицы впервые эволюционировали.
Ученые обнаружили, что остеодермы возникали независимо, по меньшей мере, 13 раз, в различных группах современных ящериц. Большинство этих событий произошло в позднем юрском и раннем меловом периоде, около 140 миллионов лет назад, непосредственно перед тем, как многие основные эволюционные линии начали быстро разделяться.
Исследование показало, что как только остеодермы появлялись в линии ящериц, они обычно сохранялись настолько, что в большинстве современных групп ящериц потеря этих костных пластин была редкостью, фактически закрепляя броню как долгосрочный признак.
Но одна группа является исключением. Похоже, что вараны полностью утратили остеодермы около 72 миллионов лет назад, скорее всего, в результате перехода к более активному образу жизни. Гораздо позже, в миоцене, примерно 17–20 миллионов лет назад, остеодермы вновь появились у общих предков нескольких групп австралийских варанов, но в более легкой форме.
Ученые считают, что по мере распространения варанов в новые среды обитания, особенно в засушливые регионы Австралии, остеодермы могли повторно появиться, например, для уменьшения потери воды или для защиты частей тела. В этом смысле вараны представляют собой один из самых ярких современных примеров эволюционной реинновации. Поэтому сегодня на Земле существует множество бронированных и не бронированных варанов.
Это исследование закладывает основу для будущих исследований того, как и почему формируются остеодермы, включая разные механизмы, которые позволили им неоднократно возникать в разных эволюционных линиях ящериц для разных целей.
Как уже писал Фокус, на МКС что-то странное произошло с вирусами: они стали более опасными. Исследование показало, что микробы продолжают эволюционировать в условиях микрогравитации, и это происходит не всегда предсказуемым образом.