Новаторский анализ зубов возрастом 200 миллионов лет, принадлежащих самым ранним млекопитающим, показывает, что они функционировали так же, как и их хладнокровные собратья - рептилии, ведя менее активный, но гораздо более продолжительный образ жизни.
Исследование, проведенное под руководством Бристольского университета, Великобритания, и Университета Хельсинки, Финляндия, опубликованное сегодня в Nature Communications, является первым случаем, когда палеонтологи смогли напрямую изучить физиологию ранних ископаемых млекопитающих, и включает это то, что раньше считалось о наших самых ранних предках.
Окаменелости зубов размером с булавочную головку двух самых ранних млекопитающих, Morganucodon и Kuehneotherium, впервые были отсканированы с помощью мощного рентгеновского излучения, что пролило новый свет на продолжительность жизни и эволюцию этих мелких млекопитающих., которые бродили по земле вместе с ранними динозаврами и считались теплокровными многими учеными. Это позволило команде изучить годовые кольца в лунках их зубов, которые откладываются каждый год, как годичные кольца на деревьях, и их можно было сосчитать, чтобы сказать нам, как долго живут эти животные. Результаты показали, что максимальная продолжительность жизни составляет до 14 лет, что намного больше, чем у их пушистых потомков такого же размера, таких как мыши и землеройки, которые, как правило, выживают только год или два в дикой природе.
«Мы сделали несколько удивительных и очень удивительных открытий. Считалось, что ключевые характеристики млекопитающих, в том числе их теплокровность, развились примерно в одно и то же время», - говорит ведущий автор доктор Элис Ньюхэм, научный сотрудник Университета. из Бристоля, а ранее был аспирантом Саутгемптонского университета в то время, когда проводилось это исследование.
"Напротив, наши результаты ясно показывают, что, хотя у них был больший мозг и более развитое поведение, они не жили быстро и не умирали молодыми, а вели более медленную и долгую жизнь, похожую на жизнь маленьких рептилий. как ящерицы."
Использование передовых технологий визуализации таким образом было детищем научного руководителя доктора Ньюхэма доктора Пэм Гилл, старшего научного сотрудника Бристольского университета и научного сотрудника Лондонского музея естественной истории, которая была полна решимости добраться до корней его потенциал.
Коллеге, одному из соавторов, удалили зуб, и он сказал мне, что хочет сделать рентген, потому что он может многое рассказать о вашей истории жизни. Это заставило меня задуматься, не мы могли бы сделать то же самое, чтобы узнать больше о древних млекопитающих», - сказал доктор Гилл.
Сканируя окаменевший цемент, материал, который фиксирует корни зубов в гнезде в десне и продолжает расти на протяжении всей жизни, доктор Гилл надеялся, что консервация будет достаточно четкой, чтобы определить продолжительность жизни млекопитающего.
Для проверки теории образец древнего зуба, принадлежащий Morganucodon, был отправлен доктору Яну Корфу из Хельсинкского университета и Геологической службы Финляндии, который отсканировал его с помощью мощного синхротронного рентгеновского излучения.
"К нашему удовольствию, несмотря на толщину цемента всего в доли миллиметра, изображение на скане было настолько четким, что кольца можно было буквально сосчитать", - сказал доктор Корф.
Это положило начало шестилетнему международному исследованию, которое сосредоточилось на этих первых млекопитающих, Morganucodon и Kuehneotherium, известных из юрских пород в Южном Уэльсе, Великобритания, возраст которых составляет почти 200 миллионов лет.
Маленькие млекопитающие провалились в пещеры и отверстия в скалах, где их скелеты, включая зубы, окаменели. Благодаря невероятной сохранности этих мельчайших фрагментов мы смогли изучить сотни особей одного вида, дает большую уверенность в результатах, чем можно было бы ожидать от столь старых окаменелостей», - добавил доктор Корф.
В ходе путешествия исследователи взяли около 200 образцов зубов, предоставленных Музеем естественной истории Лондона и Музеем зоологии Кембриджского университета, для сканирования в Европейском центре синхротронного излучения и Швейцарском источнике света, одном из самых ярких X в мире. -лучевые источники света во Франции и Швейцарии соответственно.
В поисках захватывающего проекта доктор Ньюхэм взялся за это, чтобы получить степень магистра палеобиологии в Бристольском университете, а затем докторскую степень в Университете Саутгемптона.
Я искал что-то большое, чтобы вонзить зубы, и это более чем соответствовало всем требованиям. Одно только сканирование заняло больше недели, и мы работали по 24 часа в сутки, чтобы все это сделать. Это был экстраординарный опыт., и когда начали появляться изображения, мы поняли, что наткнулись на что-то», - сказал доктор Ньюхэм.
Д-р Ньюхэм был первым, кто проанализировал слои цемента и понял их огромное значение.
«Мы реконструировали корни зубов в цифровом виде в 3D, и они показали, что Morganucodon жил до 14 лет, а Kuehneotherium до девяти лет. Я был ошеломлен, поскольку эти сроки жизни были намного дольше, чем от одного до трех лет, которые мы ожидали для крошечных млекопитающих того же размера», - сказал доктор Ньюхэм.
В остальном они были очень похожи на млекопитающих по своим скелетам, черепам и зубам. У них были специализированные жевательные зубы, относительно большой мозг и, вероятно, были волосы, но их долгая продолжительность жизни показывает, что они жили в темпе, больше похожем на рептильный, чем на млекопитающего. Есть убедительные доказательства того, что предки млекопитающих начали становиться все более теплокровными с поздней перми, более 270 миллионов лет назад, но даже 70 миллионов лет спустя наши предки все еще функционировали скорее как современные рептилии, чем как млекопитающие».
Хотя их образ жизни оставался рептильным, в костной ткани этих ранних млекопитающих были обнаружены доказательства промежуточной способности к длительным упражнениям. Как живая ткань, кость содержит жир и кровеносные сосуды. Диаметр этих кровеносных сосудов может показать максимально возможный кровоток, доступный животному, что имеет решающее значение для таких действий, как поиск пищи и охота.
Д-р Ньюхэм сказал: «Мы обнаружили, что в бедренных костях Morganucodon скорость кровотока в кровеносных сосудах немного выше, чем у ящериц того же размера, но намного ниже, чем у современных млекопитающих. Это говорит о том, что эти ранние млекопитающие были активны дольше, чем мелкие рептилии, но не могли вести энергичный образ жизни современных млекопитающих».