Что мы унаследовали от наших насекомоядных предков

Анализ геномов 107 видов млекопитающих показал, что далёкие предки всех плацентарных млекопитающих — мелкие существа, жившие 66 миллионов лет назад рядом с динозаврами — были преимущественно насекомоядными.

Учёные из Калифорнийского университета в Беркли пришли к этому выводу, обнаружив, что гены ферментов хитиназ, позволявших этим предкам переваривать хитин (жёсткий углевод экзоскелета насекомых), до сих пор присутствуют в геномах почти всех современных млекопитающих. Даже у тигров и тюленей, которые не едят насекомых, в хромосомах сохранились нефункциональные остатки этих генов.

"Это подпись в вашем геноме, которая говорит: когда-то вы не были доминирующей группой организмов на Земле. Глядя на наши геномы, мы видим это прошлое и образ жизни, который мы больше не ведём", — говорит постдок Кристофер Эмерлинг.

Генетические данные подтверждают выводы палеонтологов, сделанные ранее на основе изучения формы зубов и окаменелостей ранних млекопитающих.

Генетическое свидетельство диеты

Исследователи обнаружили пять различных генов хитиназ в геномах плацентарных млекопитающих. Чем выше доля насекомых в рационе современного вида, тем больше у него функциональных генов хитиназ.

• Виды, которые на 80–100% питаются насекомыми (например, трубкозубы и некоторые броненосцы), имеют все пять функциональных генов.
• У приматов долгопятов, питающихся насекомыми, также есть пять таких генов.
• У бизонов, верблюдов и гиббонов — только один функциональный ген.
• У тигров, носорогов и белых медведей функциональных генов хитиназ не осталось.

Поскольку у самых ранних плацентарных млекопитающих, вероятно, было пять генов хитиназ, это служит сильным аргументом в пользу их высокой степени насекомоядности.

Экологическая ниша и эволюция

Эта генетическая история отражает период, когда млекопитающие, занимая скромную экологическую нишу, питались насекомыми, пока динозавры доминировали на планете. Только после вымирания динозавров 66 миллионов лет назад млекопитающие смогли быстро диверсифицироваться: первые травоядные и плотоядные формы появились в течение 10 миллионов лет.

Исследование также выявило неожиданные случаи: например, панголины, питающиеся исключительно муравьями и термитами, имеют лишь один функциональный ген хитиназы. Возможно, они произошли от хищников, которые утратили эти гены после заполнения ниши, освободившейся после вымирания плотоядных динозавров.

Открытие проливает свет не только на эволюцию, но и на физиологию: хитиназы обнаружены не только в кишечнике, но и в слюнных железах, поджелудочной железе и лёгких, где они могут быть вовлечены в такие процессы, как развитие астмы.

"Это превращается из простого любопытства... в нечто, помогающее понять, как разные животные приспособлены к своей специализированной диете", — отмечает Эмерлинг.

Исследование опубликовано 16 мая в журнале Science Advances.