Международная группа ученых выяснила, что малайская тупайя использует при передвижении по деревьям те же двигательные паттерны, что и приматы. Это показывает, что некоторые характерные черты приматов появились в эволюции раньше, чем они сами. В работе принимали участие ученые подведомственного Минобрнауки России Института проблем экологии и эволюции имени А.Н. Северцова (ИПЭЭ) РАН.
Одна из самых интересных загадок в эволюции человека — переход к древесному образу жизни его предков, приматов. Большинство из них, включая самых примитивных представителей, — древесные животные. По одной из теорий, предполагается, что и прямохождение человека возникло в результате адаптации его ближайших предков к одному из самых специализированных способов древесного передвижения — брахиации.
При брахиации животное перемещается, подвешиваясь под ветвями деревьев и перебрасывая себя с ветки на ветку передними конечностями (руками). Такой способ хорошо подходит для передвижения сравнительно крупных зверей в кронах с горизонтальными ветвями. К брахиации способны гиббоны, орангутаны и некоторые южноамериканские обезьяны.
На сегодня гипотеза брахиации стала одной из основных реконструкций становления прямохождения человека, так как туловище при этом расположено вертикально, и скелетно-мускульная система к такому положению приспосабливается.
Однако вопрос, как конкретно приматы освоили древесный образ жизни, и как формировались их ранние локомоторные (двигательные) адаптации, остается открытым. Помочь ответить на него могут их ближайшие родственники.
Тупайи — небольшие полудревесные зверьки, генетически ближайшие родственники приматов. Живут преимущественно на земле, однако некоторые их виды ловко перемещаются в кронах деревьев. Для ученых тупайи — лучшая «живая» модель предка приматов. Для того чтобы изучить их способности к передвижению на ветвях, международная группа исследователей провела съемки малайской тупайи (Tupaia belangeri) в Московском зоопарке.
Изначально предполагалось, что тупайи используют «белкоподобный» способ передвижения по ветвям. Белки — грызуны, в совершенстве освоившие трехмерную локомоторную среду крон деревьев. Тем не менее, их древесные специализации возникли и развивались совершенно независимо от приматов, а исходной стадией послужили наземные грызуны, напоминающие современных сурков или сусликов.
Аллюры (порядок перестановки ног), используемые древесными грызунами, отличаются от аллюров примитивных приматов на ветвях. Таким образом, ожидалось, что при детальном изучении удастся найти больше сходств в передвижении по веткам у тупай и приматов, чем у грызунов и тупай.
Исследование малайской тупайи позволило значительно дополнить представления о технике их передвижения (аллюрах и способе захвата ветвей лапами), а также проанализировать сходства и различия в локомоции этих зверьков с примитивными приматами (на примере толстохвостого лемура).
В эксперименте тупайи охотно лазали по ветвям, используя преимущественно четвероногое лазание и прыжки. Последовательность перестановки лап при четвероногом лазании у тупайи была, как у толстохвоского лемура (Cheirogaleus medius) — примитивного примата такого же размера.
Кроме этого, у животных обнаружился сходный с приматами механизм хватания, при котором большой палец задней ноги противопоставляется остальным пальцам, и в итоге лапа охватывает ветку с двух сторон. Анализ съемок показал, что тупайи обладают примитивными локомоторными характеристиками млекопитающих и более специфическими чертами, характерными именно для низших приматов.
«Исследование позволяет предположить, что ряд особенностей передвижения, которые считались уникальными для приматов, на самом деле характеризует более широкую группу млекопитающих, называемую Euarchonta, в которую, помимо приматов, входят также тупайи и шерстокрылы», — рассказала Александра Панютина, старший научный сотрудник ИПЭЭ РАН.
Наличие у тупай и приматов общих специализированных черт в передвижении, которые не встречаются у других плацентарных млекопитающих, говорит о том, что у них был общий предок. Это значит, что противопоставление большого пальца при ходьбе не уникально для приматов, как считалось ранее. Более того, все указывает на то, что эта черта возникла раньше, еще на эволюционном этапе общего предка тупай и приматов.
Исследователи полагают, что самые примитивные приматы уже обладали и этой специализацией, и характерной для нее морфологией (наука о форме и строении организма), что может быть подтверждено в будущем данными палеонтологии. Дальнейшее изучение этих животных поможет понять, каким морфологическим обликом обладали далекие предки людей.
Исследование опубликовано в Journal of Experimental Zoology Part A.