Млекопитающие адаптировались к свету после вымирания динозавров

Вымирание динозавров позволило млекопитающим «выйти в свет»

Расцвет млекопитающих начался после вымирания динозавров 66 миллионов лет назад. Фауна эпохи миоцена (23-5,3 миллиона лет назад) в представлении художника.

Jay Matternes, 1964 / Wikimedia Commons

Британские и израильские биологи предоставили доказательства, подтверждающие гипотезу «ночного бутылочного горлышка», согласно которой млекопитающие адаптировались к дневному образу жизни только после вымирания динозавров 66 миллионов лет назад. До этого они были активны ночью и таким образом избегали взаимодействия с опасными рептилиями. Исследование опубликовано в Nature Ecology&Evolution.

Древнейшие млекопитающие, по-видимому, появились в середине или конце триасового периода. Судя по строению сетчатки глаз, они вели ночной или преимущественно ночной образ жизни, и под него адаптировали зрение. Например, у млекопитающих в сетчатке нет области, которая повышает остроту зрения у хищных дневных рептилий, рыб и птиц. У многих дневных млекопитающих, таких как копытные или хищники, в сетчатке глаз преобладают палочки — фоторецепторы, отвечающие за ночное зрение. Также возможно, что хорошее обоняние, способность слышать в более широком диапазоне частот, чем птицы и рептилии, и повышенная тактильная чувствительность, которую у некоторых млекопитающих обеспечивают вибриссы, развились, чтобы компенсировать недостаток визуальной информации.

Исследователи полагают, что млекопитающие адаптировались к дневному образу жизни только после вымирания, которое произошло около 66 миллионов лет назад. Согласно гипотезе «ночного бутылочного горлышка» во время мезозоя (251-66 миллионов лет назад) на планете господствовали динозавры, ведущие дневной образ жизни. Адаптация к ночной активности позволяла млекопитающим избегать взаимодействия с более крупными и сильными рептилиями. Во время мел-палеогенового вымирания исчезли не только динозавры, но морские и летающие рептилии, а млекопитающие и птицы эволюционировали, заполняя освободившиеся экологические ниши.

Гипотеза «ночного бутылочного горлышка» подтверждается морфологическими, анатомическими и молекулярными исследованиями. Но, по мнению авторов статьи, это только непрямые доказательства, и они не отвечают на вопрос, когда млекопитающие адаптировались к дневному образу жизни — до вымирания динозавров или после. Чтобы на него ответить, ученые проанализировали активность 2 415 видов современных млекопитающих, представляющие все существующие отряды и 135 из 148 семейств. Чтобы выяснить время перехода от ночного к дневному образу жизни, исследователи реконструировали вероятную активность древних млекопитающих, начиная с момента их появления. Они разделили виды на несколько групп по типу активности, в том числе на дневную, ночную и катемеральную, когда животное активно через определенные промежутки времени и днем, и ночью. Затем исследователи наложили «карту» активности на два филогенетических дерева. Оба они начинались с разделения предков первозверей (современных утконоса и ехидны), и плацентарных и сумчатых. По одной гипотезе (назовем ее «триасовой»), оно произошло 220 миллионов лет назад, по другой («юрской») — 166 миллионов лет назад.

Читать еще:  Спасённый лебедёнок вернулся к своему спасителю

По результатам реконструкции оказалось, что большинство млекопитающих перешли от исключительно ночного к катемеральному образу жизни либо около 75 миллионов лет назад, за несколько миллионов лет до вымирания динозавров, либо сразу после — примерно 65,8 миллионов лет назад. По мнению авторов исследования, такие результаты не противоречат гипотезе «ночного бутылочного горлышка», так как по некоторым предположениям, исчезновение динозавров кое-где началось за 15 миллионов лет до мел-палеогенового вымирания.

К дневному образу жизни млекопитающие перешли примерно 64 миллиона лет назад, согласно «триасовой гипотезе», и около 52 миллионов лет назад по «юрской гипотезе». Предположительно, первыми, кто оценил преимущества дневной активности, стали слоновые прыгунчики (Macroscelidae). За ними последовали грызуны (около 62 миллионов лет назад) и верблюдовые (около 60 миллионов лет назад). Предки обезьянообразных одними из первых перешли к дневному образу — примерно 52,4 миллиона лет назад по «юрской гипотезе».

Ранее ученые выяснили, что млекопитающие едва не вымерли вместе с динозаврами. Их успех в кайнозойскую эру был связан с успешным восстановлением и быстрой эволюцией после мел-палеогенового вымирания.

Животные и растения восстали из пепла динозавров очень быстро

Палеонтологи обнаружили в конкрециях около тысячи окаменелостей позвоночных.

Более шести тысяч окаменелых листьев, а также пыльца и споры древних растений помогли отследить восстановление растительного покрова.

Растительноядное млекопитающее вида Carsioptychus coarctatus в представлении художника. Эти животные бродили по лесам спустя 300 тысяч лет после вымирания динозавров.

Учёными довольно неплохо изучены детали «апокалипсиса», наступившего примерно 66 миллионов лет назад. Тогда падение астероида привело к уничтожению всего живого «на местном уровне», а глобальное изменение климата, которое вызвал катаклизм, стало причиной полного исчезновения динозавров и многих других древних существ.

После этого события на планете появилось множество новых видов животных и растений и начался расцвет млекопитающих.

Однако у специалистов было очень мало данных о жизни на Земле в первый миллион лет после падения астероида. Связано это, в первую очередь, с критической нехваткой окаменелостей.

«Я провёл 15 лет в поисках окаменелостей в этом [временном] интервале и нашёл лишь горстку ломаных челюстей млекопитающих», – сетует палеонтолог Тайлер Лайсон (Tyler Lyson) из Денверского музея природы и науки.

Но всё изменилось, когда Лайсон и его коллеги переключили внимание на конкреции – скопления пород, которые могут образовываться вокруг органических материалов, в том числе костей.

В американском штате Колорадо исследователи обнаружили настоящую сокровищницу конкреций общей площадью 17 квадратных километров.

«Мы находили целые черепа, а в некоторых случаях скелеты млекопитающих, крокодилов, черепах, а прямо рядом с ними – [окаменелые] растения», – рассказывает Лайсон.

В общей сложности его команда обнаружила около тысячи окаменелостей позвоночных и более шести тысяч окаменелостей растений.

Изучив эти находки, палеонтологи и палеобиологи восстановили подробную хронологию «воскрешения» жизни после удара астероида.

Читать еще:  Женщина попыталась помочь огромному питону расправиться со своей добычей

Как сообщают учёные, разнообразие растений и животных росло гораздо быстрее, чем предполагалось. При этом растения стимулировали расширение «ассортимента» млекопитающих.

Судя по найденным спорам и пыльцевым зёрнам (их было обнаружено 37 тысяч), сразу после падения астероида в центральной части Северной Америки произошёл мощный всплеск роста папоротников.

Что же касается млекопитающих, то до катастрофы в этом регионе процветали виды размером с современных енотов. В течение первой тысячи лет после «апокалипсиса» среди папоротников бродили особи весом 500-600 граммов. Среди них были, к примеру, представители рода Mesodma, похожие на крыс, а также ранние родственники копытных.

Но уже через 100 тысяч лет млекопитающие достигли того же среднего размера, какой имели до столкновения с астероидом, и весили до восьми килограммов. Изменился и облик лесов: теперь в них преобладали пальмы.

В течение следующих 200 тысяч лет «пальмовый период» сменился на другой – его учёные окрестили «ореховый пирог». Несложно догадаться, что в это время возникли и стали распространяться ореховые.

Животные эволюционировали, чтобы было проще добраться до питательных ядер. Разнообразие млекопитающих увеличилось в три раза, и представители самого крупного из новых видов по размерам походили на современных бобров, а весили уже около 25 килограммов.

Через 700 тысяч лет после катаклизма появились бобовые. Их окаменелые стручки стали самыми древними из обнаруженных на сегодняшний день в Северной Америке.

Это время группа Лайсона назвала «периодом протеиновых батончиков», поскольку гороховые и бобовые обеспечивали животных богатой белком пищей. Новая диета повлияла на размер и разнообразие млекопитающих. Они достигли веса 50 килограммов (то есть весили уже в сто раз больше, чем их предки, выжившие после удара астероида).

В восстановившихся лесах обитали растительноядные и похожие на грызунов представители рода Taeniolabis, а также родственники современных копытных, эоконодоны (Eoconodon).

Другая часть работы американских специалистов включала анализ тысяч окаменелых листьев растений. Палеобиологи подсчитали, сколько видов в каждом временном интервале имели гладкие или зубчатые края. Поясним, что растения, имеющие листья с гладкими краями, чаще встречаются в жарком климате.

В результате учёные пришли к выводу, что три описанных всплеска эволюции млекопитающих совпадали с повышениями температуры примерно на пять градусов по Цельсию. Каждое последующее потепление способствовало росту и расширению разнообразия растений, а этот фактор, в свою очередь, стал решающим для развития млекопитающих, которые получали всё больше пищи, поясняет Лайсон.

Находки его команды в настоящее время являются, несомненно, лучшим описанием того, что произошло после исчезновения динозавров, считает палеонтолог Пол Дэвид Полли (Paul David Polly) из Университета Индианы.

«Они показывают, что разнообразие млекопитающих и растений восстановилось в течение примерно ста тысяч лет, что в геологическом смысле является мгновением ока», – добавил Полли, не принимавший участия в этой работе.

Также специалисты отмечают, что столь подробная картина восстановления экосистем может помочь спрогнозировать, что произойдёт после эпохи шестого массового вымирания, которая, по мнению некоторых экспертов, уже наступила из-за быстрого изменения климата.

Читать еще:  Укушенный больным псом житель Подмосковья продолжит помогать животным

Авторы работы, опубликованной в журнале Science, продолжают изучать свои находки. На следующем этапе команда проведёт подробный анализ черепов, конечностей и каналов внутреннего уха млекопитающих. Палеонтологи надеются выяснить, чем конкретно питались животные, какова была сила их укуса, как они передвигались и как жили (рыли норы и так далее).

Кстати, ранее «Вести.Наука» (nauka.vesti.ru) рассказывали о других вымираниях в истории Земли, связанных с нехваткой кислорода и глобальным потеплением, а также о недавно открытом вымирании, которое по масштабам вошло в тройку «самых-самых».

Писали мы и о том, что помогло предкам современных птиц пережить астероидный «апокалипсис» и как динозавры изменили ДНК наших предков.

Млекопитающие вышли на свет, когда динозавры его покинули

Считается, что динозавры были активны днем: как холоднокровным животным, им было жизненно необходимо солнечное тепло. Первые млекопитающие, соответственно, вели ночной образ жизни, что позволяло им избегать нежелательных встреч с хищниками. Недавно британско-израильская группа ученых с помощью математического моделирования показала, что млекопитающие перешли на столь привычный для них дневной образ жизни только после исчезновения динозавров с лица Земли.

Используя инструментарий филогенетики, изучающей генетические взаимосвязи между видами во времени, ученые проанализировали множество данных, касающихся примерно 2,5 тыс. видов млекопитающих, и не только вымерших. Утверждать что-то определенное об особенностях поведения вымерших видов на основе одной лишь информации, извлеченной из ископаемых останков, затруднительно, поэтому в анализ были включены данные о поведенческих и анатомических особенностях современных животных. Ученые использовали сложные компьютерные алгоритмы, чтобы реконструировать образ жизни предков современных млекопитающих, обитавших на Земле миллионы лет назад.

Результаты анализа показали, что переход на дневной образ жизни произошел вскоре после вымирания динозавров, которое началось более 60 млн лет назад. Это случилось не мгновенно: этап перехода от ночной к дневной активности занял у млекопитающих миллионы лет, но это был именно тот период, за который динозавры окончательно вымерли.

Многие современные млекопитающие и сейчас остаются хорошо адаптированными к ночному образу жизни, сохранив столь необходимые в темноте острое обоняние и отличный слух. У большого числа видов сохранилось преимущественное сумеречное зрение, за которое в сетчатке глаза отвечают особые клетки-фоторецепторы – так называемые палочки.

Единственная группа млекопитающих, зрение которых хорошо адаптировано, – это приматы, к которым относится и человек. В сетчатке глаза этих животных имеется участок, очень чувствительный к яркому свету, – центральная ямка желтого пятна, содержащая только колбочки, фоторецепторы, отвечающие за дневное зрение. Острота зрения и восприятие цвета приматов сопоставимы с таковыми рептилий и птиц, существ, которые никогда не вели ночной образ жизни. По мнению ученых, именно предки приматов стали среди млекопитающих одними из первых, кто в процессе эволюции полностью или практически полностью перешел на дневной образ жизни.

Источники:

http://nplus1.ru/news/2017/11/06/diurnal-mammals
http://nauka.vesti.ru/article/1238087
http://scfh.ru/news/mlekopitayushchie-vyshli-na-svet-kogda-dinozavry-ego-pokinuli/

Ссылка на основную публикацию
Статьи на тему: