Похожи на ящериц, но походка другая: как передвигались предки млекопитающих

Слово “млекопитающие” объединяет огромное количество самых разных животных, которые могут бегать, прыгать, лазать по деревьям, нырять и летать — в значительной степени благодаря эволюции их позвоночного столба, на которую ушло примерно 320 миллионов лет.

Как в процессе эволюции получился уникально гибкий позвоночник млекопитающих, способный к сагиттальным движениям вверх-вниз. Благодаря такому пластичному позвоночнику млекопитающие могут ловко бегать, прыгать, а также сгибать тело, ухаживая за своей шерстью. Классическая гипотеза, которую вы найдете в любом учебнике по эволюционной биологии, — что гибкость позвоночника млекопитающие унаследовали от рептилий, только у рептилий он извивается из стороны в сторону, совершая латеральные движения. То есть сначала позвоночник двигался из стороны в сторону, а потом с ходом эволюции стал двигаться сверху вниз.

Выводы об этом делались исключительно на основе внешнего сходства  между вымершими предшественниками млекопитающих — древними синапсидами (см. главное фото) — и современными ящерицами. 

Статья, которая появилась 2 марта в Current Biology, ставит под сомнение гипотезу прямого эволюционного перехода от боковых движений позвоночника к сагиттальным. Группа исследователей, работавшая под патронатом  Гарвардского университета, измерила форму позвонков у широкой выборки живых и вымерших экземпляров — рептилий, саламандр, млекопитающих и их вымерших предков. Также были получены биомеханические данные о способах передвижения современных животных. 

Используя передовые технические методы, команда промоделировала связь между строением позвонков и функциями позвоночника у современных животных, а потом наложили эти данные на форму позвонков древних рептилий и предков млекопитающих. Также использовали другие данные — например, отпечатки лап вымерших животных, позволяющие составить представлени об их походке.

На фото: походка саламандр (А), ящериц (В), предполагаемая походка диноцефального терапсида на основе следов из среднего пермского периода в ЮАР (С) и движения кошки (D). Иллюстрация Стефани Смит.

Оказалось, что у древних синапсид — предшественников млекопитающих позвоночник двигался совершенно особым способом, не так, как он двигается у любого современного животного. 

Позвоночник самых ранних синапсид был довольно жестким.  И никогда не был способен на сгибание в стороны, как у рептилий. С ходом эволюции жесткий позвоночник приобрел новые способности: изгибаться вверх-вниз на заднем конце и скручиваться в передней части. В итоге получился супер-гибкий позвоночник, как, например, у представителей кошачьих.

Также обнаружилось, что современные ящерицы и другие рептилии обладают уникальной морфологией и функцией позвоночника, не похожей на движение их предков.

«Давняя идея о том, что при эволюции млекопитающих произошел прямой переход от бокового к сагиттальному изгибу, слишком проста, — говорит Стефани Пирс, доцент кафедры органической и эволюционной биологии и куратор палеонтологии позвоночных в Музее сравнительной зоологии Гарвардского университета. — Ящерицы и млекопитающие отделились друг от друга миллионы лет назад, и каждый из них отправился в собственное эволюционное путешествие». 

Исследователи заключают: “Рептилии эволюционировали так же долго, как и млекопитающие, и поэтому у них было столько же времени для изменений и накопления собственных особенностей. Если вы посмотрите на позвонки современной ящерицы или крокодила, окажется, что их позвонки очень сильно отличаются как от позвонков ранних предков млекопитающих, так и от древних рептилий, которые жили в одно и то же время, около 300 миллионов лет назад. И млекопитающие, и рептилии накопили свой собственный набор качества, навыков и умений за время эволюции».

По материалам Heritage Daily

Читайте также:

Почему крокодилы не изменились со времен динозавров

Позвонок раскрыл образ жизни древнего Литтл Фута