Ранние млекопитающие жили намного дольше современных

Крошечные зубы раскрыли важную тайну о продолжительности жизни очень древних млекопитающих. В то время как большинство современных мелких видов живут быстро и умирают через пару-тройку лет, их древние родственники предпочитали растянуть удовольствие от существования во много раз.


Изучая зубы млекопитающих, обитавших в начале, середине и конце юрского периода, учёные увидели, как те превратились из группы существ, в чём-то похожих на рептилий, в животных, которых мы знаем сегодня.

Решающее значение для этого изменения имело то, как долго жили и росли млекопитающие. Современная мышь способна протянуть максимум пару лет, а ранние млекопитающие аналогичного размера могли «коптить небо» целых 14 лет!

Считается, что разница связана с тем, что у современных млекопитающих метаболизм (обмен веществ) намного быстрее, чем у их предшественников. Это позволяет им вести более активный образ существования, чем похожим на них с виду древним зверушкам, зато задаёт высокие темпы старения, что в конечном итоге приводит к сокращению продолжительности жизни.

Пэм Гилл, научная сотрудница Музея естественной истории и Университета Бристоля, соавтор научной статьи об открытии. Она объяснила, что современные мелкие млекопитающие достигают половой зрелости через несколько месяцев после рождения. А самым ранним млекопитающим потребовалось несколько лет, чтобы достичь способности к размножению. Подтверждают этот факт недавние исследования крусатодона, зверька с массой тела 54–156 граммов. Останки этих древних млекопитающих находили на территории Великобритании, а возраст их оценивают в 163,5–174,1 млн лет.

И вот выяснилось, что долгая жизнь была обычным явлением среди ранних млекопитающих на протяжении всего юрского периода. Элис Ньюхэм, научная сотрудница Лондонского университета королевы Марии и первый автор исследования, добавила, что та эпоха была «ключевой» в эволюции млекопитающих.

Ньюхэм рассказала, как им с коллегами удалось вычислить закономерности относительно этих ранних млекопитающих. Результаты исследования показали, что такие черты млекопитающих, как быстрый метаболизм и длительная забота о потомстве, развивались постепенно на протяжении миллионов лет.

Команда учёных использовала синхротрон, устройство, способное генерировать рентгеновские лучи высокой интенсивности, для сканирования зубов различных ныне живущих и вымерших млекопитающих.

Когда дело доходит до изучения истории млекопитающих, учёные всегда могут положиться на зубы. В отличие от остальных частей скелета, они чаще сохранялись в виде окаменелостей, и к тому же дают отгадки о своих владельцах. Подобно древесным кольцам, наслоения так называемого зубного цемента позволяют судить о продолжительности жизни. Ширина годичных отложений у корня зуба также зависела от того, насколько животное выросло за соответствующий год.

Зубы самых ранних млекопитающих, которым по 200 миллионов лет, встречаются редко. До недавних пор единственным способом узнать, сколько тем доисторическим животным было лет, означало распилить редкие окаменелости. Но драгоценные ископаемые зубы слишком важны с научной точки зрения, чтобы их повреждать, пояснила Пэм Гилл. На замену разрушающих методов исследования учёные взяли на вооружение рентгеновские лучи высокой интенсивности для исследования годичных колец у зубов.

Исследователи впервые испытали этот метод в своём предыдущем исследовании, посвящённом двум самым ранним известным млекопитающим, кюнеотерию и морганукодону. Это были насекомоядные животные, похожи на современных нам землероек, которые уже развили некоторые из важнейших характеристик, свойственных млекопитающим.



Морганукодон (на иллюстрации выше) и кюнеотерий уже развили две из трёх ключевых черт, которые отличают млекопитающих от прочих групп животных, отметила Гилл. У них было всего два типа специализированных зубов и среднее ухо, способное улавливать высокочастотный звук.

Учёные думали, что у этих двух зверушек была и третья черта млекопитающих — теплокровность, но это не подтвердилось. Взамен специалисты выявили у этих ископаемых зверьков большую продолжительность жизни. Поскольку продолжительность жизни и скорость метаболизма у млекопитающих и рептилий тесно связаны, это навело на мысль, что физиологически они отличались от своих нынешних дальних потомков.

После проведённого исследования точное время перехода древних млекопитающих к более современному типу обмена веществ оставалось открытым вопросом. Исследователям нужны были окаменелости млекопитающих, обитавших на протяжении всего юрского периода, чтобы получить шанс ответить на этот вопрос.

Чтобы найти необходимые им окаменелости, они обратились к коллекциям музеев по всей Европе. Успех проекта стал возможен благодаря исключительной коллекции челюстей и зубов в Музее естественной истории в Лондоне, сказала Гилл. Хотя окаменелости были собраны много лет назад и уже прошли через многие руки учёных, развитие новых технологий помогло этим экспонатам ещё многое о себе рассказать.



Сканирование зубов выявило сдвиг в истории жизни млекопитающих в юрский период. Ранние млекопитающие, такие как морганукодон, имели относительно постоянный уровень роста, что позволяет предположить, что их темп жизни, возможно, был больше похож на современных мелких рептилий.

Переход к более современному типу развития впервые проявился у млекопитающих средней юры, у которых в юности наблюдался скачок роста, который прекращался по достижении половой зрелости. Скорости роста у таких существ увеличились в конце юрского периода, но они всё ещё росли медленнее и жили дольше, чем их нынешние родственники.

Но не все млекопитающие следовали одной и той же тенденции. У близкородственных животных из разных сред обитания были тонкие различия в существовании, которые могут отражать разное влияние природных факторов, как и у современных млекопитающих.

Потребовались миллионы лет после юрского периода, чтобы современный тип физиологии млекопитающих полностью утвердился и стал стандартным для различных видов по всему миру.

Команда учёных теперь надеется исследовать другие группы мезозойских млекопитающих, чтобы составить ещё более подробную картину той эпохи, то есть применить свои методы исследования и к останкам других животных.