Эти ящерицы меняют фундаментальный закон эволюции

Более столетия биологи были уверены, что костные пластины в коже ящериц — своеобразная природная кольчуга — представляют собой древнюю особенность, которую некоторые виды унаследовали, а другие впоследствии утратили. Оказалось, что большинство костных пластин ящериц эволюционировали независимо друг от друга множество раз, спустя миллионы лет после разделения основных групп. По сути, многие ящерицы не унаследовали броню от общего предка, а развили её заново с нуля, причём иногда через десятки миллионов лет после того, как их предки её утратили. Это действительно меняет представление об эволюции и может заставить пересмотреть все эволюционные процессы у животных.

Новые открытия в изучении эволюции ящер меняют представление об изменении видов.. Изображение: theconversation

Появление чешуи у животных

Наиболее ярко эта закономерность проявляется у варанов, особенно австралийских. Несколько их линий, похоже, повторно развили остеодермы (природную броню) в эпоху миоцена. Ранние вараны, включая предков австралийских варанов — гоанн, первоначально утратили костные пластины, поскольку активный охотничий образ жизни требовал скорости и ловкости, а не тяжелой защиты. Спустя миллионы лет некоторые виды гоанн снова обзавелись более легкой и гибкой формой защиты, возможно, в ответ на новые экологические вызовы.

Это открытие подчеркивает роль Австралии как горячей точки эволюционных аномалий — места, где доминируют сумчатые, млекопитающие откладывают яйца, а теперь обнаружен единственный известный случай «возвращения» остеодерм у рептилий, — отметил Рой Эбель, ведущий автор исследования.

Масштабное исследование эволюции

Ученые реконструировали эволюционную историю остеодерм у чешуйчатых рептилий — группы, включающей ящериц и змей — охватив период около 320 миллионов лет. Проанализировав 643 живых и вымерших вида, они получили наиболее полную картину того, как эти костные образования появлялись, исчезали и в некоторых случаях возникали вновь.

Костные пластины выполняют гораздо больше функций, чем просто защита от физических атак. Остеодермы формируются внутри кожи животного, а не как часть скелета. У крокодилов они играют ключевую роль в поддержании здоровья при длительном пребывании под водой, высвобождая кальций, который помогает нейтрализовать накопление кислоты в крови. Эти пластины могут служить броней, терморегуляторами, хранилищами кальция и структурами для удержания воды.

Кажется, что костная броня это что-то очень простое, но это важный шаг эволюции. Изображение: theconversation

Исследователи использовали детальные КТ-снимки, показывающие расположение остеодерм у современных ящериц, и сопоставили их с молекулярной филогенией и палеонтологическими данными. Применяя эволюционные модели, учитывающие адаптацию с различной скоростью во времени, они смогли точнее определить, когда эти костные образования присутствовали или отсутствовали у предковых видов.

Не забывайте о нашем Дзен, где очень много всего интересного и познавательного!

Появление брони и защиты у животных

Результаты показывают, что самые ранние предки ящериц почти наверняка не имели брони вообще, причем эта особенность отсутствовала десятки миллионов лет после появления первых ящериц. Остеодермы возникали независимо как минимум 13 раз среди современных групп ящериц. Большинство этих приобретений произошло в относительно узком временном окне позднего юрского и раннего мелового периодов — около 140 миллионов лет назад, незадолго до того, как многие основные линии начали быстро расходиться.

Палеонтологические находки демонстрируют богатое разнообразие костных пластин, некоторые датируются более чем 100 миллионами лет. Теперь можно поместить происхождение остеодерм в четкую эволюционную хронологию, ведущую к современным рептилиям.

Если ищете что-то интересное на AliExpress, не проходите мимо Telegram-канала "Сундук Али-Бабы"!

После появления в линии ящериц остеодермы обычно сохранялись надолго — настолько, что у большинства современных групп утрата этих костных пластин была редкостью. Однако вараны представляют собой заметное исключение. Они полностью утратили остеодермы около 72 миллионов лет назад, вероятно, в результате перехода к более активному охотничьему образу жизни, основанному на преследовании добычи.

такие изменения могли быть не только у ящериц. Изображение: theconversation

Гораздо позже, примерно 17-20 миллионов лет назад, остеодермы вновь появились у общих предков нескольких австралийских и папуасских групп варанов, но в более легкой и гибкой форме. По мере распространения варанов в новые среды обитания, особенно в засушливые регионы Австралии, костные пластины могли быть заново отобраны естественным отбором по другим причинам — например, для уменьшения потери воды или укрепления частей тела для защиты и лазания.

Эти находки добавляют новую сложность в понимание эволюции ящериц. Животные вроде ядозуба (Heloderma suspectum) из США и Мексики могут внешне напоминать австралийскую короткохвостую ящерицу (Tiliqua rugosa) своей бронированной внешностью, хотя пришли к этой схожей морфологии совершенно разными эволюционными путями. Это похоже на то, как способность к полету, как считается, развивалась независимо как минимум четыре раза — у насекомых, птерозавров, птиц и летучих мышей.

Присоединяйтесь к нам в Telegram!

Это исследование создает основу для будущих работ по изучению генетических и онтогенетических механизмов. Ведь теперь можно пересмотреть даже некоторые другие виды животных, развитие которых, как считается сейчас, известно и изучено. А сколько еще таких сюрпризов ждет науку?