Коренные зубы юрского периода и кости среднего уха дают ключ к пониманию эволюции млекопитающих.
Генеалогическое древо ныне живущих млекопитающих изобилует разнообразными видами – большими голубыми китами, человекообразными обезьянами, летучими мышами, грызунами и людьми, и это лишь некоторые из них. Ранняя эволюция млекопитающих немного туманна, некоторые плацентарные млекопитающие, вероятно, даже жили бок о бок с динозаврами, а другие возникли гораздо позже.
Теперь некоторые зубы и ушные кости, обнаруженные в современной Внутренней Монголии, позволяют по-новому взглянуть на раннюю эволюцию млекопитающих. Результаты описаны в двух исследованиях, опубликованных 3 апреля в Nature, в которых представлены работы ученых из Соединенных Штатов, Внутренней Монголии, Китая и Австралии.
Не отставать от шуотериид – и их зубов
В первом исследовании ученые сосредоточились на шуотериидах. У этого семейства млекопитающих юрского периода размером с мышь были коренные зубы, которые отличаются от таковых у любого из ныне живущих млекопитающих. Их коренные зубы имели псевдоталонидную структуру, или чашеобразную структуру нижних коренных зубов, более похожую на рептилий. Для сравнения, у современных млекопитающих трибосфенический рисунок, который взаимодействует с верхними коренными зубами при пережевывании пищи.
Учитывая эти уникальные задние зубы, то, как эти животные вписываются в хронологию эволюции млекопитающих, вызывает недоумение. Шуотериидов ранее относили к группе, называемой австралосфенидами. В эту группу входят ныне живущие млекопитающие, откладывающие яйца, как утконос, называемые однопроходными. Однако эта взаимосвязь вызвала некоторые споры среди ученых и оставляет больше вопросов, которые не объясняются некоторыми особенностями, наблюдаемыми у более поздних млекопитающих, такими как различные коренные зубы.
Команда проанализировала две недавно обнаруженные и хорошо сохранившиеся скелетные окаменелости шуотериид. Они жили в Средней юре между 168-164 миллионами лет назад на территории нынешней Внутренней Монголии. Команда обнаружила, что коренные зубы этих животных были больше похожи на другую группу вымерших млекопитающих, называемых докодонтами, а не австралосфенидами. Два экземпляра также принадлежат к новому роду и виду, получившему название Feredocodon chowi.
Второе исследование сосредоточено на окаменелых черепах Feredocodon chowi и второго нового вида, получившего название Dianoconodon youngi. Он жил в ранней юре 184-201млн лет назад. Это было похоже на вымершее крысоподобное животное под названием морганукодон, которое широко считается одним из первых млекопитающих.
Команда изучила структуру среднего уха детеныша Dianoconodon, которое помогает современным млекопитающим обладать острым слухом. В среднем ухе, месте внутри барабанной перепонки, которое превращает колебания воздуха в рябь в жидкостях внутреннего уха, есть три косточки. Эти кости, называемые слуховыми косточками, являются особенностью, уникальной для млекопитающих, а у птиц и рептилий есть только одна кость среднего уха. В какой-то момент ранней эволюции млекопитающих кости, которые образовывали суставы челюсти, отделились и стали ассоциироваться со слухом.
Как Feredocodon chowi, так и Dianoconodon youngi образцы демонстрируют некоторые ископаемые свидетельства этого эволюционного перехода в действии, поскольку млекопитающие произошли от группы, включающей ящериц, крокодилов и динозавров. Команда считает, что этот переход начался с предкового животного, у которого был двойной челюстной сустав. Вероятно, у него был сустав млекопитающего снаружи и более похожий на сустав рептилии внутри.
Анализы более древнего ископаемого (Dianoconodon youngi) показывают, что один из двух суставов, принадлежащий рептилии, уже начал терять способность справляться с усилиями, создаваемыми жеванием. У более молодого ископаемого (Feredocodon chowi) было среднее ухо, более похожее на млекопитающее, которое было сформировано и приспособлено исключительно для слышания.