Что появилось раньше: рептилия или яйцо?
Исследователи из Нанкинского университета и Бристольского университета выяснили, что самые ранние рептилии, птицы и млекопитающие, возможно, рожали живых детенышей.
До сих пор считалось, что ключом к успеху амниот — группы позвоночных, у которых эмбриональное или плодное развитие происходит внутри амниона (защитной оболочки в яйце) — было твердое яйцо.
Однако новое исследование 51 ископаемого и 29 ныне живущих видов, которых можно отнести к яйцекладущим (откладывающим твердые или мягкие яйца) или живородящим, говорит об обратном.
Результаты, опубликованные в Nature Ecology & Evolution, показывают, что все крупные эволюционные ветви Amniota, а именно Mammalia, Lepidosauria (ящерицы и родственники) и Archosauria (динозавры, крокодилы, птицы), демонстрируют живорождение и пролонгированную задержку эмбриона у своих предков.
Пролонгированная задержка эмбриона (EER) — это когда мать удерживает детенышей в течение разного времени, вероятно, в зависимости от наилучших условий для выживания.
Хотя твердое яйцо часто считалось одним из величайших эволюционных новшеств, это исследование предполагает, что именно EER дала этой группе животных максимальную защиту.
Профессор Майкл Бентон объяснил: «До появления амниот первые четвероногие, развившие конечности из рыбьих плавников, вели в основном земноводный образ жизни. Им приходилось жить в воде или рядом с ней, чтобы питаться и размножаться, как у современных амфибий — лягушек и саламандр».
«Когда амниоты появились 320 миллионов лет назад, они смогли освободиться от воды, развив водонепроницаемую кожу и другие способы контроля потери влаги. Но ключевым было амниотическое яйцо. Его называли "личным прудом", в котором развивающийся эмбрион был защищен от высыхания в теплом климате, что позволило амниотам отойти от воды и доминировать в наземных экосистемах».
Руководитель проекта профессор Баоюй Цзян добавил: «Эта стандартная точка зрения была поставлена под сомнение. Биологи заметили, что многие ящерицы и змеи демонстрируют гибкую репродуктивную стратегию, переключаясь между яйцекладкой и живорождением».
«Иногда близкородственные виды проявляют оба типа поведения, и оказывается, что живородящие ящерицы могут вернуться к откладке яиц гораздо легче, чем предполагалось».
Доктор Армин Элслер отметил: «Кроме того, изучая окаменелости, мы обнаруживаем, что многие из них были живородящими, включая мезозойских морских рептилий, таких как ихтиозавры и плезиозавры. Другие ископаемые, включая описанную здесь хоуристеру из мелового периода Китая, показывают, что переходы между яйцекладкой и живорождением происходили и в других группах, а не только у ящериц».
Доктор Джозеф Китинг пояснил: «EER широко распространена среди современных позвоночных, где развивающееся потомство удерживается матерью в течение меньшего или большего времени».
«EER сегодня обычна и изменчива у ящериц и змей. Их детеныши могут быть выпущены, либо внутри яйца, либо как маленькие извивающиеся существа, на разных стадиях развития. Похоже, у EER есть экологические преимущества, возможно, позволяя матерям выпускать детенышей, когда температура достаточно теплая, а запасы пищи богаты».
Профессор Бентон заключил: «Наша работа и работы многих других в последние годы отправили классическую модель "рептильного яйца" из учебников в мусорную корзину».
«Первые амниоты развили пролонгированную задержку эмбриона, а не твердое яйцо, чтобы защитить развивающийся эмбрион в течение того или иного времени внутри матери, так что рождение могло быть отложено до наступления благоприятных условий окружающей среды».
«Неизвестно, рождались ли первые детеныши амниот в пергаментных яйцах или как живые, хватающие насекомых малыши, но эта адаптивная родительская защита дала им преимущество перед более ранними четвероногими, откладывавшими икру».