Мистерията кога са еволюирали топлокръвните бозайници може най-накрая да бъде разрешена

Предшественик на бозайник, който се топли. (Лузия Соарес)

Като първи динозаври са стъпвали на краката си преди около 230 милиона години, предците на съвременните бозайници също са се появявали. Някъде по пътя те развиха забележителна способност: да генерират собствена топлина.

Тази решителна еволюционна стъпка към ендотермия способността да генерира топлина отвътре и да поддържа почти постоянна телесна температура дори когато температурата на околната среда варираоттогава позволи на този разнообразен клас животни да процъфтява в множество среди по целия свят.

Но кога точно топлокръвността, или ендотермията, се е развила за първи път при животните, остава огромна мистерия за еволюционните биолозидосега.

Ново проучване от международен екип от учени, ръководен от палеонтолога Рикардо Араухо от университета в Лисабон, откри доказателства, че ендотермията е възникнала преди около 233 милиона години, по време на Късен триас , геоложката епоха, която възвести ерата на динозаврите.

Това доказателство не е открито в кръвта, а във вкаменелите вътрешни уши на древни предци на бозайници.

Въпреки че вътрешното ухо може да изглежда като малко вероятно място за търсене на улики за телесните температури, всъщност това беше логична стъпка, след като изследователите осъзнаха, че телесната температура влияе върху вискозитета или течливостта на течността, която блика около малките полукръгли канали на вътрешно ухо.

Основната задача на тези заоблени, пълни с течност структури на вътрешното ухо е да помогнат за откриване на движение на главата, което е от съществено значение за баланса, зрението и координираните движения.

„Досега полукръглите канали обикновено се използваха за предсказване на движението на изкопаеми организми“, обяснява Ромен Дейвид, автор на изследването и палеонтолог, специализиран в биомеханиката на ушните канали в Природонаучния музей на Обединеното кралство в Лондон.

„Въпреки това, като внимателно разгледахме биомеханиката им, решихме, че можем да ги използваме и за извод за телесните температури.“

В миналото са били използвани няколко различни подхода, за да се определи кога вероятно е еволюирала ендотермията при древните бозайници и птици. Но тези проучвания, които се опитват да свържат скоростта на метаболизма, използването на кислород и следите от окосмяване по тялото със средните телесни температури, са дали неясни или противоречиви резултати, казват изследователите.

Те са доста уверени в новия си метод за анализиране на размера и формата на костните и мекотъканните структури на вътрешното ухо, за да направят извод дали животните са били горещи или студени, като са го потвърдили в повече от 360 живи и изчезнали гръбначни животни, преди да се върнат към вкаменелостите .

Тези предварителни анализи показаха, че вътрешните ушни канали на животни с продължителна висока телесна температура, като например бозайници, трябваше да променят формата си, за да продължат да функционират правилно с течащи течности.

Това означава, че структурата на вътрешното ухо може да се използва като точно ръководство за това кога се е развила ендотермията.

Наистина, когато изследователите анализираха вкаменелости от група от 56 изчезнали вида, от които произлизат бозайници, те забелязаха, че тези древни животни имат по-малки канали и по-тесни канали от подобни по размер хладнокръвни същества.

Вътрешните ушни канали на древни топлокръвни (вляво) и студенокръвни (вдясно) животни. (Дейвид и Араухо)

Тези промени в структурите на вътрешното ухо са били внезапни, установиха изследователите, и са свързани с рязко повишаване на телесната температура от около 5 до 9 градуса по Целзий (9 до 16 градуса по Фаренхайт).

Симулациите за проследяване на промените във фосилизираните уши във времето предполагат, че ендотермията се е развила много по-късно и следователно по-бързо, отколкото са смятали палеонтолозите - за около по-малко от милион години.

Тези предци вероятно са пониквали с козина по същото време, когато метаболизмът им е превключвал скоростите, за да поддържа по-високи телесни температури във време, когато климатът на триас се охлажда бързо.

„Ендотерапията, като решаваща физиологична характеристика, се присъединява към други отличителни характеристики на бозайниците, възникнали през този период на климатична нестабилност,“Араухо и колеги пишете в техния вестник.

„Това не беше постепенен, бавен процес в продължение на десетки милиони години, както се смяташе преди, но може би е постигнат бързо, когато се задейства от нови метаболитни пътища, подобни на бозайници, и произход на козината“, добавя Араухо в прессъобщението.

Въпреки че животът, който виждаме на Земята днес, показва колко изгодно е било развиващото се топлокръвно неизменно за птиците и бозайниците, малко вероятно е това да е единствената причина ендотермите да се издигнат до екологично господство.

Изследването на Araújo, Angielczyk и колеги отразява друго проучване, публикувано в Природата по-рано тази година, която използва някои подобни гениални методи, за да заключи, че повечето динозаври не са били ектотерми като съвременните влечуги, на които приличат, атоплокръвни животникато птици и бозайници.

Това, което е интересно в тази находка от молекулярния палеобиолог от Йейлския университет Жасмина Виман и колегите, е, че изглежда изключва друга дългогодишна хипотеза, че топлокръвността на птиците и бозайниците по някакъв начин е помогнала на техните предци да оцелеят след масовото измиране от късната креда, което унищожи повечето от динозаврите.

И така, както често се случва в палеонтологията, когато потенциалните отговори на една мистерия бъдат разкрити, друг сюжет се утежнява.

Новото проучване е публикувано в Природата .

За Нас

Публикуването На Независими, Доказани Факти От Доклади За Здравето, Пространството, Природата, Технологиите И Околната Среда.