Время появления травоядности — один из важнейших вопросов в изучении древних организмов и их адаптации после выхода на сушу. Ученые обнаружили окаменелость, доказывающую, что этот процесс мог начаться значительно раньше, чем считалось.
Эволюция травоядности представляет собой одно из ключевых экологических событий в истории наземных позвоночных, радикально изменившее структуру экосистем. Традиционно палеонтологические данные указывали на то, что специализированные травоядные формы среди четвероногих широко распространились лишь в пермский период, то есть спустя десятки миллионов лет после выхода позвоночных на сушу. Существовала гипотеза, что травоядность могла возникнуть гораздо раньше, еще в каменноугольный период, но до последнего времени физических свидетельств в виде окаменелостей, подтверждающих это, не хватало.
Международная группа ученых проанализировала новый, хорошо сохранившийся череп древней тетраподы, обнаруженный в окаменевшем пне плаунового дерева в каменноугольных отложениях (возраст около 306-303 миллионов лет) на острове Кейп-Бретон (Новая Шотландия, Канада). Ископаемое отнесли к новому роду и виду Tyrannoroter heberti из группы рекумбиростр, или «микрозавров» — относительно небольших вымерших четвероногих, чье точное систематическое положение остается дискуссионным. Результаты исследования опубликованы в журнале Nature Ecology & Evolution.
Авторы исследования провели микрокомпьютерную томографию, что позволило изучить тонкое строение зубного аппарата без физического разрушения образца. Также найденные остатки сравнили с другими известными родственными группами и современными животными со схожим типом питания.
У животного была развитая двойная зубная батарея: массивные поля мелких, плотно расположенных зубов на небе и симметричные им батареи на коронарных костях нижней челюсти. Томография показала, что эти батареи находились в окклюзии, то есть верхние и нижние зубы смыкались, создавая эффективную жевательную поверхность. Анализ износа зубных коронок помог выявить следы как сдвигающих (режущих), так и раздавливающих (перетирающих) движений, что характерно для механической обработки жесткого растительного материала.
Открытие указало на то, что адаптации к травоядности появились у этой группы уже в средний каменноугольный период. Это существенно «отодвигает» возникновение специализированной наземной травоядности вглубь геологической истории, подтверждая ранние гипотезы. Таким образом, эволюция способности эффективно усваивать высоковолокнистые растения началась вскоре после выхода тетрапод на сушу и была широко распространена еще до наступления пермского периода.
Наличие сложных зубных батарей говорит о том, что травоядность не исключительное «изобретение» более поздних групп. Эта адаптация возникала независимо и параллельно в разных линиях тетрапод. Исследователи предполагают, что эти животные могли эволюционировать в сторону травоядности через стадию дурофагии — питания жесткими объектами, такими как насекомые с хитиновым покровом, улитки и жесткие части растений, что впоследствии привело к полному переходу на растительную пищу.