Живорождение у млекопитающих: новые данные о происхождении

Сегодня все млекопитающие, за исключением утконоса и его ближайших родственников, являются живородящими. Это означает, что они не откладывают яйца, а рождают сравнительно крупных детенышей. Долгое время считалось, что живорождение возникло у поздних представителей эволюционной линии млекопитающих, когда сформировалась группа териев, включающая сумчатых и плацентарных. Однако новое исследование, опубликованное в журнале Frontiers in Mammal Science, переносит возможное происхождение живорождения гораздо глубже в прошлое — в поздний триас, примерно за 95 миллионов лет до появления последних общих предков человека и кенгуру.

Исследование цинодонтов

Группа исследователей из Аргентины и Южной Африки изучила кости молодых цинодонтов Chiniquodon theotonicus, уделив особое внимание так называемой неонатальной линии. Эта линия у современных млекопитающих отмечает момент рождения, и, как показали результаты исследования, хиникводоны появлялись на свет слишком крупными, чтобы уместиться внутри яйца, что указывает на их живорождение. При микроскопическом изучении костей млекопитающих можно заметить тонкую границу, отделяющую ткань, сформировавшуюся до рождения, от ткани, которая начала расти после. Эта неонатальная линия возникает из-за резкой смены темпа и характера роста: после рождения кость начинает формироваться в новых условиях с другой нагрузкой и организацией кровоснабжения. Если такая линия обнаруживается в срезе ископаемой кости, она позволяет палеонтологам определить размер животного при рождении и, следовательно, понять, каким образом оно покинуло материнский организм.

Переосмысление эволюции синапсид

Долгое время считалось, что синапсиды — эволюционная линия, связывающая древнейших четвероногих с млекопитающими, были яйцекладущими, как современные утконосы и ехидны. Однако группа исследователей из Аргентины и Южной Африки поставила под сомнение эту гипотезу, обнаружив, что живые детеныши у предков млекопитающих могли рождаться еще в триасовый период, задолго до появления млекопитающих как таковых. Основой для этих заявлений стал хорошо сохранившийся скелет хиникводона из отложений формации Чаньярес на северо-западе Аргентины. Этот хищный синапсид жил около 236 миллионов лет назад и был размером примерно с обыкновенную лисицу. Найденный скелет, вероятно, принадлежал взрослой особи: все кости черепа срослись, все зубы прорезались, а посткраниальный скелет полностью окостенел.

Неонатальная линия и ее значение

Когда ученые сделали тончайшие срезы локтевой и бедренной костей хиникводона, они обнаружили неонатальную линию, разделяющую внутренний и внешний слои кости. Внутренние сосудистые каналы были редкими и ориентированными вдоль оси кости, тогда как за границей они становились многочисленнее и крупнее. Это сочетание признаков соответствует резкому ускорению роста после рождения, что наблюдается в костях современных млекопитающих. Чтобы уточнить способ рождения хиникводонов, исследователи решили установить размер животного во время формирования неонатальной линии. Для этого они использовали размеры бедренной кости и регрессионные уравнения, связывающие окружность длинных костей с массой тела современных животных. По оценкам, взрослый хиникводон весил около 12 килограммов, а вес в период формирования неонатальной линии составлял около 1,68 килограмма, что составляет примерно 14% от веса взрослой особи.

Сравнение с современными видами

На первый взгляд, это может показаться небольшим, но на деле это очень крупный детеныш. Если рассмотреть животных весом более 10 килограммов, то у современных пресмыкающихся доля массы вылупившегося детеныша составляет менее 1% от веса матери, у птиц — в среднем не более 5%, а у плацентарных млекопитающих — до 22%. Таким образом, по размеру новорожденного относительно взрослой особи хиникводоны гораздо ближе к современным плацентарным млекопитающим, чем к другим древним синапсидам.

Эволюционные сценарии

Несмотря на все доказательства, исследователи не спешат с окончательными выводами. Неонатальную линию нельзя надежно отличить от аналогичной линии, появляющейся при выходе из яйца, а оценки массы ископаемого животного основаны на уравнениях, построенных для современных хищных млекопитающих, что может привести к погрешностям. Если все так, как описывают авторы исследования, возникает вопрос: если живорождение появилось так рано, почему современные утконосы и ехидны откладывают яйца? Авторы рассматривают два сценария. Согласно первому, живорождение возникало независимо как минимум дважды — у некоторых высших цинодонтов и у первых териев. Согласно второму, живорождение появилось один раз у цинодонтов, а предки современных однопроходных позднее вернулись к яйцекладущему способу размножения. На основании имеющихся данных окончательно выбрать один из вариантов нельзя, и какая гипотеза соответствует истине — пока остается загадкой.