Мелкие окаменелости показывают, что уменьшение размера было ключевым для успешной эволюции

Новое исследование, опубликованное в Nature, показывает, что уменьшение размера стало ключевым фактором исключительной эволюции млекопитающих за последние 200 миллионов лет.

Происхождение современных млекопитающих можно проследить более чем на 200 миллионов лет назад, в эпоху динозавров. Но в то время как динозавры эволюционировали, становясь одними из самых крупных наземных животных, предки всех современных млекопитающих в течение последующих 150 миллионов лет следовали совершенно иной стратегии: они становились очень маленькими.

Международная команда учёных из Великобритании и США использовала современный компьютерный анализ, чтобы изучить, что происходило со скелетом наших крошечных предков-млекопитающих.

Современные млекопитающие уникальны тем, что их нижняя челюсть состоит всего из одной кости, несущей зубы. В отличие от них, у всех других позвоночных сложные нижние челюсти, образованные как минимум пятью или более соединёнными костями. В ходе эволюции, как показывают окаменелости, нижняя челюсть предков млекопитающих упростилась, сформировался новый челюстной сустав, а некоторые другие кости переместились в среднее ухо, чтобы улучшить слух.

Исследование команды было сосредоточено на давнем вопросе: как было возможно упростить и перестроить нижнюю челюсть, сохранив при этом способность питаться и слышать. Используя рентгеновскую компьютерную томографию (КТ) нескольких окаменелых черепов и нижних челюстей, исследователи создали цифровые модели, которые были подвергнуты различным компьютерным симуляциям.

Их результаты показали, что малый размер ископаемых млекопитающих значительно снижал напряжение в костях челюсти во время питания, сохраняя при этом достаточную силу для захвата и разгрызания добычи, такой как насекомые.

Доктор Стефан Лаутеншлагер, ведущий автор и преподаватель Бирмингемского университета, сказал: «Наши результаты дают новое объяснение того, как челюсть млекопитающих эволюционировала более 200 миллионов лет назад. Уменьшение размера, по-видимому, было критически важным для наших предков-млекопитающих. Это позволило им снизить напряжение в челюсти во время питания и сделало возможной перестройку челюстных костей».

Профессор Эмили Рэйфилд из Бристольского университета, руководившая исследованием, добавила: «Эволюция челюстного сустава млекопитающих озадачивала палеонтологов более 50 лет. Используя вычислительные методы, мы можем предложить объяснения тому, как нашим предкам-млекопитающим удавалось сохранять работоспособную челюсть, одновременно преобразуя кости в сложную систему обнаружения звука. Наше исследование проверяет идеи о том, что делает млекопитающих уникальными в животном царстве и как это могло произойти».

Статья «Роль миниатюризации в эволюции челюсти и среднего уха млекопитающих» Стефана Лаутеншлагера, Памелы Гилл, Чжэ-Си Луо, Майкла Дж. Фейгана и Эмили Рэйфилд опубликована в Nature.