О том, что шерсть не является изобретением млекопитающих, и имелась уже у их предков-терапсид, палеонтологи догадывались давно. Но ископаемые подтверждения этих теоретических озарений стали появляться только в последнее время, благодаря развитию методов палеонтологических исследований и новым находкам окаменелостей.
Группа южноафриканских ученых вплотную подобралась к подтверждению наличия волос у живших 240 млн лет назад терапсид отряда Probainognathia. В черепе одного из этих животных они обнаружили следы нервов, подходивших к сенсорному органу, до сих пор считавшемуся исключительной привилегией млекопитающих – чувствительным усам-вибриссам.
Палеонтологи университета Витватерсранда – доктор Жульен Бенуа (Julien Benoit) и профессора Пол Мангер (Paul Manger) и Брюс Рабидж (Bruce Rubidge) – исследовали окаменевшие остатки звероподобных рептилий из южноафриканского региона Кару. В результате они пришли к выводу, что у этих терапсид, возможно, были усы, используемые для ориентации в темноте. То есть эти несомненные эволюционные достижения впервые появились еще до начала мезозоя.
«Усы – просто незаменимый сенсорный орган для ночных животных. По-видимому, развитие усов способствовало выживанию терапсид – точнее инфраотряду Probainognathia, непосредственным предкам современных млекопитающих», – уверен Бенуа.
Породы Кару формировались в период 300-180 млн. лет назад и широко известны обилием окаменелых остатков рептилий-терапсид – дальних предков млекопитающих. Эта группа доминировала на суше задолго до появления динозавров. Их окаменелости были найдены на всех континентах, но именно в Африке представлено наибольшее их разнообразие. В палеонтологических институтах ЮАР хранятся тысячи окаменелостей терапсид.
Но, несмотря на обилие окаменелостей, следов шерсти у терапсид до последнего времени практически не было известно. Лишь недавно PaleoNews писал о сенсационном открытии окаменелостей шерсти терапсид российско-польской экспедицией, работавшей во Владимирской области. Но команда Бенуа решила идти другим путем. Ученые не стали искать окаменелости или отпечатки волос, а просто просканировали имеющиеся образцы в поисках следов нервов, подходящих к чувствительным волоскам, растущим на морде у млекопитающих, и, возможно, присутствовавших уже у их пермских предков.
Используя методы компьютерной томографии и трехмерное моделирование, Бенуа с коллегами действительно обнаружил, что верхнечелюстной канал, вмещающий в себя тройничный нерв, у терапсид короче, чем у рептилий. Тройничный нерв иннервирует морду животного, и укороченный верхнечелюстной канал позволяет ему двигаться, что бывает полезно в том случае, когда нерв ветвится и проникает в мягкие ткани губ и носа, где иннервирует усы.
«Такое строение канала позволяет тройничному нерву двигаться вслед за движениями мягких тканей морды. У рептилий верхнечелюстной канал длинный и нерв расположен внутри кости на всем его протяжении. Такое строение исключает возможность двигать носом и губами», – говорит Бенуа.
Исследователи предполагают, что подвижные носы, как у современных млекопитающих, впервые появились около 240-246 млн лет назад у прямых предков млекопитающих – группы терапсид под названием Prozostrodontia. Они входят в состав инфраотряда Probainognathia – цинодонтов, обладавших крупным мозжечком и утративших теменной глаз.
Как показали исследования на мутантных мышах, обе эти черты у млекопитающих регулируются одним геном – MSX2. Он же отвечает за развитие молочных желез и появление волос на теле. «Это тот ген, что делает нас млекопитающими», – подчеркнул Бенуа.
По мнению южноафриканских палеонтологов, экспрессия гена MSX2 резко изменилась около 240-246 млн лет назад. Это привело к развитию многих присущих млекопитающим черт, таких, как волосы, усы, увеличенный мозжечок, полное окостенение верхней части черепа, и развитию молочных желез – определяющей черты современных млекопитающих.
«Наше исследование показывает, что прогрессивные терапсиды уже обладали этими чертами млекопитающих, – подытожил Бенуа. – Оно также помогает понять, как млекопитающим удалось пережить расцвет динозавров в мезозое и достичь эволюционного успеха после их вымирания».
Статья Palaeoneurological clues to the evolution of defining mammalian soft tissue traits опубликована в журнале Scientific Reports
Doi: 10.1038/srep25604
