Ящірки переписали правила еволюції: вчені вирішили давню суперечку про броню рептилій

Вчені виявили, що більшість кісткових пластин ящірок, остеодерм, еволюціонували кілька разів незалежно одна від одної, за довгий час після того, як основні групи ящірок вже розділилися. Тобто, багато ящірок не успадкували броню від спільного предка, а повністю розвинули її заново, і навіть удосконалили, іноді через десятки мільйонів років після того, як втратили її. Це найбільш чітко видно на прикладі варанів, особливо в Австралії, де кілька еволюційних ліній знову розвинули остеодерми в міоцені. Біологи вважають, що ранні варани, включно з предками австралійських варанів, спочатку втратили свої остеодерми через активний спосіб життя. Через мільйони років деякі види варанів знову розвинули більш легку форму броні у відповідь на нові екологічні умови. Дослідження опубліковано в Biological Journal of the Linnean Society, пише New Atlas.

У Фокус. Технології з'явився свій Telegram-канал. Підписуйтесь, щоб не пропускати найсвіжіші та найзахопливіші новини зі світу науки!

Вчені реконструювали еволюційну історію остеодерм у лускатих рептилій, групи, до якої входять ящірки і змії, протягом приблизно 320 мільйонів років. Проаналізувавши 643 нині живих і вимерлих видів, вчені отримали найбільш повне уявлення про те, як ці кісткові пластини з'являлися, зникали і, в деяких випадках, знову виникали.

Остеодерми утворюються в шкірі рептилії, а не є частиною скелета, і виконують безліч функцій, а не тільки виступають у ролі природної броні. У крокодилів вони відіграють ключову роль у підтримці здоров'я під час тривалого перебування у воді, вивільняючи кальцій, який допомагає нейтралізувати накопичення кислоти в крові. Таким чином, ці пластини можуть діяти як броня, регулятори температури, сховища кальцію і структури, що утримують воду. Але, незважаючи на таке розмаїття функцій, їхнє еволюційне походження залишалося незрозумілим.

Вчені використовували дані комп'ютерної томографії, які показали, де розташовані остеодерми в ящірок, які живуть нині, і порівняли їх з викопними знахідками. Потім вони застосували еволюційні моделі, що враховують адаптації до навколишнього середовища, що дало змогу зрозуміти, коли ці кісткові пластини були присутніми або відсутніми у предкових видів.

Дослідження показало, що у найбільш ранніх предків ящірок майже напевно повністю була відсутня броня, і ця особливість була відсутня протягом десятків мільйонів років після того, як ящірки вперше еволюціонували.

Вчені виявили, що остеодерми виникали незалежно, щонайменше, 13 разів, у різних групах сучасних ящірок. Більшість цих подій відбулася в пізньому юрському та ранньому крейдяному періоді, близько 140 мільйонів років тому, безпосередньо перед тим, як багато основних еволюційних ліній почали швидко розділятися.

Дослідження показало, що як тільки остеодерми з'являлися в лінії ящірок, вони зазвичай зберігалися настільки, що в більшості сучасних груп ящірок втрата цих кісткових пластин була рідкістю, фактично закріплюючи броню як довгострокову ознаку.

Але одна група є винятком. Схоже, що варани повністю втратили остеодерми близько 72 мільйонів років тому, найімовірніше, внаслідок переходу до більш активного способу життя. Набагато пізніше, в міоцені, приблизно 17-20 мільйонів років тому, остеодерми знову з'явилися у спільних предків кількох груп австралійських варанів, але в більш легкій формі.

Вчені вважають, що в міру поширення варанів у нові середовища проживання, особливо в посушливі регіони Австралії, остеодерми могли повторно з'явитися, наприклад, для зменшення втрати води або для захисту частин тіла. У цьому сенсі варани являють собою один з найяскравіших сучасних прикладів еволюційної реінновації. Тому сьогодні на Землі існує безліч броньованих і не броньованих варанів.

Це дослідження закладає основу для майбутніх досліджень того, як і чому формуються остеодерми, включно з різними механізмами, які дали змогу їм неодноразово виникати в різних еволюційних лініях ящірок для різних цілей.

Як уже писав Фокус, на МКС щось дивне сталося з вірусами: вони стали більш небезпечними. Дослідження показало, що мікроби продовжують еволюціонувати в умовах мікрогравітації, і це відбувається не завжди передбачуваним чином.