Редчайшая находка: большой мозг подсказал млекопитающим стратегию размножения

Уникальная ископаемая самка и её 38 новорождённых детёнышей поведали учёным о ранних этапах эволюции мозга млекопитающих.
Иллюстрация Eva Hoffman/ The University of Texas at Austin.

На протяжении миллионов лет большинство живых существ старалось произвести на свет как можно более многочисленное потомство, чтобы их виды продолжали процветать. Но по сравнению с остальной частью животного мира млекопитающие имеют очень мало детёнышей, обладая при этом самыми большими мозгами.

Понять, почему и как произошёл этот переход, наконец, удалось благодаря одной из уникальных палеонтологических находок, которая хранила свои секреты почти два десятилетия. Этим долгожданным ключом стали окаменелые останки представителя предшественников млекопитающих – тритилодонтовых вида Kayentatherium wellesi. Доисторическую мать нашли в окружении 38 новорожденных детёнышей.

В ходе эволюции млекопитающие претерпевали многочисленные изменения в строении тела, физиологии и поведении. На этом пути изменилась до неузнаваемости и их репродуктивная стратегия – матери стали затрачивать большое количество времени и усилий на более длительное воспитание меньшего количества детёнышей. Но у тритилодонтовых всё было совсем не так.

K. wellesi были растительноядными существами размером со среднюю собаку. Они жили бок о бок с динозаврами около 185 миллионов лет назад. Многие специалисты полагают, что, как и млекопитающие, они обладали шерстью.

Ископаемое, которое стало предметом нового исследования, было добыто 18 лет назад в Аризоне тогда ещё молодым палеонтологом Тимоти Роу (Timothy Rowe) из Техасского университета в Остине. И тогда учёный был уверен, что обнаружил останки одной взрослой особи.

Только в 2009 году Себастьян Эгбертс (Sebastian Egberts), аспирант Роу, исследуя окаменелости, обнаружил в породе, окружавшей взрослый скелет, первый крошечный зуб, похожий на коренной. Для того чтобы существенно продвинуться дальше потребовалось немало времени, за которое вышли на новый уровень и технологии трёхмерной визуализации "спрятанных" в камне объектов.

Образец прошёл многократные сканирования методом рентгеновской КТ высокого разрешения. В результате перед глазами руководившей этим процессом Евы Хоффман (Eva Hoffman) предстали не только зубы, но также черепа и неполные скелеты 38 детёнышей. Учёные склонны полагать, что все они вылупились из яиц и погибли вскоре после этого вместе со своей матерью.

Результаты проведённого анализа подтверждают, что все крошечные кости принадлежали детёнышам того же вида, что и взрослая особь. Их черепа представляют собой уменьшенные копии взрослых костей (с сохранением почти всех пропорций).

Но вот что удивило палеонтологов: в отличие от K. wellesi у типичных млекопитающих в ходе роста организма всегда наблюдается аллометрия, то есть пропорции тела у новорождённых и взрослых особей отличаются. Эта особенность нашего класса связана, в частности, с необходимостью размещать в черепе относительно большой мозг.

Именно здесь и скрывается суть важного эволюционного преимущества млекопитающих. Мозг – это чрезвычайно энергоёмкий орган, но и беременность вместе с воспитанием детей также требует немало затрат. Хотя K. wellesi уже во многом походили на млекопитающих, они всё ещё имели маленький мозг и производили на свет огромное количество детёнышей, что в ходе эволюции оказалось проигрышной стратегией (так как сегодня таких видов на планете нет).

Именно здесь история развития жизни на Земле сделала очередной критический шаг в сторону появления млекопитающих, и многодетная ископаемая мать стала важнейшим тому свидетельством.

"Всего несколько миллионов лет спустя у млекопитающих уже был большой мозг и малочисленный помёт", — рассказывает Роу в пресс-релизе университета.

Более подробно с результатами исследования можно ознакомиться, прочитав статью, опубликованную авторами в издании Nature.

О других открытиях, которые помогают палеонтологам восстановить картину эволюционного развития млекопитающих можно узнать из специального раздела проекта "Вести.Наука" (nauka.vesti.ru). Например, мы писали о том, когда наши шерстистые предки вышли из сумрака.

Сегодня