Наши самые ранние млекопитающие предки, вероятно, прятались в темноте, используя свое мощное ночное зрение, чтобы найти пищу и избежать хищников-рептилий, которые охотились днем. В этом заключении, опубликованном исследователями из Стэнфорда 21 апреля в журнале Scientific Reports, использовались генетические данные для подтверждения существующих ископаемых свидетельств того, что наши дальние родственники могли приспособиться к жизни в темноте.
Команда под руководством Лиз Хэдли, профессора биологии и старшего автора статьи, исследовала гены, отвечающие за ночное зрение у животных на протяжении всего эволюционного древа, в поисках мест, где эти гены усилились.
«Этот метод подобен использованию генома в качестве палеонтологической летописи, и с его помощью мы показали, когда появляются гены, участвующие в ночном видении», - сказал Хэдли. «Это очень мощный способ подтвердить историю, которая до сих пор была только гипотезой».
Млекопитающие против рептилий
Млекопитающие и рептилии имеют общего предка, причем самые ранние звероподобные животные появились в позднем триасе (около 200 миллионов лет назад). Ископаемые данные свидетельствуют о том, что ранние млекопитающие обладали отличным слухом и обонянием и, вероятно, также были теплокровными. Все эти черты характерны для их потомков, ныне живущих млекопитающих, большинство из которых ведут ночной образ жизни. Поэтому эксперты выдвинули гипотезу, что ранние млекопитающие также вели ночной образ жизни. Это исследование предлагает прямые генетические доказательства этой гипотезы.
Чтобы проследить эволюцию ночного образа жизни, исследователи изучили гены, которые ведущий автор, приглашенный ученый Юнхуа Ву, ранее обнаружил, связанные с ночным видением у некоторых птиц, таких как совы. Члены команды исследовали эти гены ночного видения у многих млекопитающих и рептилий, включая змей, аллигаторов, мышей, утконосов и людей. Используя то, что они знают о родстве этих животных, они выяснили, когда в их эволюционной истории, если вообще когда-либо, функция этих генов усиливалась.
Из этого они сделали вывод, что у самого раннего общего предка не было хорошего ночного зрения, и вместо этого он был активен в течение дня. Однако вскоре после разделения млекопитающие начали улучшать свои гены ночного видения, что позволило им начать бродить по ночам, таким образом избегая рептилий, которые охотились днем.
«Ранние млекопитающие сосуществовали с ранними рептилиями в эпоху динозавров и каким-то образом избежали вымирания», - сказал Ву. «Это исследование еще раз подтверждает гипотезу о том, что дневные рептилии, такие как ящерицы, змеи и их родственники, конкурировали с млекопитающими и, возможно, привели их к лучшей адаптации к условиям тусклого света».
За миллионы лет, прошедших с момента расхождения млекопитающих и рептилий, естественный отбор и эволюция не остановились. Не все млекопитающие ведут ночной образ жизни. Некоторые группы млекопитающих вновь заняли день, приспосабливаясь различными способами к дневной активности. К таким животным относятся гепарды, пищухи, верблюды, слоны и, конечно же, люди.
«Понимание постоянного давления, чтобы лучше видеть мир ночью на протяжении более 100 миллионов лет, - это прекрасный способ думать об эволюции», - сказал Хэдли. «Мы думаем об этом как о чем-то простом - видеть при свете или в темноте - но эти гены постоянно совершенствуются и изменяются в результате естественного отбора».
Заполнение нашей истории
Методы, используемые этими исследователями, могут быть применены к различным областям эволюционного дерева животных, чтобы узнать больше об эволюции зрения, в том числе о том, как люди переключились на зрение при ярком свете. Это исследование также является примером того, как мало у нас информации о первых млекопитающих по сравнению с тем, что мы знаем о наших древних и более привлекательных родственниках-рептилиях, динозаврах.
«Когда люди говорят о эпохе динозавров, даже когда вы смотрите мультфильмы, основное внимание уделяется динозаврам», - сказал Хайфэн Ван, соавтор статьи и научный сотрудник Стэнли Ци, доцента. биоинженерии. «Этот древний период также является важной частью истории нашей эволюции. Мы хотим лучше узнать, какими были тогда млекопитающие».