• Добавить в закладки
  • Facebook
  • Twitter
  • Telegram
  • VK
  • Печать
  • Email
  • Скопировать ссылку
13.12.2021
Александр Березин
6
5 661

Теплокровность оказалась издревле присущей крокодилам, птицам и млекопитающим

5.7

Когда-то ее считали чертой млекопитающих, потом — и динозавров. Теперь оказывается, что она может быть на 100 миллионов лет старше самых ранних из динозавров.

Уже 250-300 миллионов лет назад на Земле могли господствовать теплокровные наземные животные / ©Wikimedia Commons

Международная группа ученых подвергла пересмотру более ранние идеи о том, что теплокровность — частичная или полная — возникла независимо у разных групп животных. Исследователи показали, что с куда большей вероятностью эта черта присуща предкам всех амниотов — группы, к которой принадлежат пресмыкающиеся, птицы и мы, млекопитающие. Это достаточно необычный вывод, означающий, что теплокровность могла возникнуть более 300 миллионов лет назад — намного раньше, чем считалось. Соответствующая работа опубликована в Biological Reviews.

Еще относительно недавно, в конце прошлого века, считалось, что теплокровными (в научной среде это называют эндотермией) могут быть только птицы и млекопитающие. Плюсы такого устройства организма очевидны: поддержание внутренней температуры стабильно высокой означало упростить себе борьбу за выживание.
Минусы тоже понятны: нетеплокровные в состоянии покоя потребляют в несколько раз меньше энергии, чем теплокровные. В итоге последним нужно больше пищи. Им трудно пережить периоды, когда еды нет месяцами, в то время как неэндотермные черепахи способны не есть без летальных последствий по нескольку месяцев.

Небольшой экземпляр красноперого опаха. Они достигают размеров до двух метров в длину. Вид известен с XVIII века, однако точно понять, что у него с поддержанием внутренней температуры, удалось только в XXI веке / ©Wikimedia Commons

В начале XXI века стало ясно, что останки динозавров указывают на их эндотермность. И как минимум некоторые из них показали остатки перьевого покрова, помогающего сохранить тепло. В 2015 году внезапно выяснилось, что давно известный вид хищных рыб (красноперый опах) весом до 270 килограммов тоже эндотермен и поддерживает постоянную температуру всего тела. Однако ученые продолжали считать, что эндотермия динозаров и остальных группы живых существ — просто конвергентная эволюцию, то есть эволюция организмов к сходным системам поддержания постоянной температуры тела. В подтверждение независимого возникновения эндотермии приводили и такой довод: у птиц температура тела поддерживается за счет скелетных мышц, а у млекопитающих — за счет бурого жира, который есть только у них.

Авторы новой работы в Biological Reviews обобщили современные биологические знания по этому вопросу и выступили с иной точкой зрения. Они обратили внимание на то, что у однопроходных млекопитающих (утконос, ехидна), сумчатых и даже некоторых плацентарных (наиболее распространенных млекопитающих, таких, как мы сами) бурой жировой ткани тоже нет. Как отметили ученые, биохимические процессы, стоящие за поддержанием стабильной внутренней температуры, довольно похожи и у млекопитающих, и у птиц, и даже у некоторых рыб (кроме красноперого опаха некоторые рыбы имеют эндотермию некоторых частей тела). Это ставит под сомнение, насколько независимо возникла эндотермия у разных групп животных.

Слева завропсиды (ныне это птицы, пресмыкающиеся), справа синапсиды, посередине человек (тоже из синапсид). Красным показано расстояние (в высоту) от сердца до самой дальней точки центральной части тела. Такие высоты постоянного подъема крови, по мысли авторов, требуют развитого сердца и высокоскоростного метаболизма, типичного для теплокровных / ©Roger S. Seymour et al.

В связи с этим возникает вопрос о том, что эндотермия всего тела могла появиться еще до разделения амниотов на синапсид и завропсид. Амниоты — группа, включающая как завропсид (пресмыкающиеся и птицы), так и синапсид (млекопитающие и их вымершие древние родственники). Иными словами, авторы новой работы предполагают, что эндотермия древнее 300 миллионов лет назад и уходит корнями в каменноугольный период. Возникновение первых синапсид и завропсид относят к моменту не позднее 306-312 миллионов лет назад. Ясно, что если теплокровность возникла до разделения, то она явно древнее этой даты.

Животный мир пермского периода в представлении художника / ©Davide Bonadonna

Исследователи также отмечают, что костные останки многих древних видов, ранее считавшихся неэндотермными, несут явные следы большой скорости прижизненного метаболизма, типичной для высокой и стабильной температуры тела. В целом большой размер тела наземного существа, равно как и способность подолгу передвигаться на двух ногах, действительно невозможны без стабильно высокого артериального давления. А то, в свою очередь, малореально без высокоскоростного метаболизма, типичного для теплокровных с четырехкамерным сердцем (у нетеплокровных четырехкамерных сердец нет). Изотопный состав костей множества древних видов также указывает на постоянную и высокую температуру тела.
Вопрос о том, насколько эндотермными были древние сухопутные существа, имеет не только теоретическое значение. На сегодня ясно, что уже к моменту великого пермского вымирания, четверть миллиарда лет назад, многие примитивные млекопитающие были эндотермными. После их гибели на планете расцвели динозавры и некоторые другие пресмыкающиеся.


Если исходить из идей о том, что они были нетеплокровными, трудно объяснить их крупный и продолжительный эволюционный успех. Напротив, если теплокровность возникла более 300 миллионов лет назад, еще в каменноугольный период, получается, речь шла о смене одних теплокровных зверей на других, что в целом нормально для биологической эволюции.

Нашли опечатку? Выделите фрагмент и нажмите Ctrl + Enter.
Подписывайтесь на нас в Telegram, Яндекс.Новостях и VK
12 часов назад
Даниил Кузнецов

К осени 2022 года редакция Naked Science осмотрелась вокруг и решила, что настала пора запустить цикл статей об искусственном интеллекте. Мы начинаем с большой статьи, подзаголовком которой могла бы стать фраза «краткое введение в историю ИИ — от средневековых монахов до глубокого обучения».

10 часов назад
Сергей Васильев

Считается, что Луна появилась из вещества, которое было выброшено в космос в результате столкновения Земли с крупным небесным телом. Новая детальная симуляция той древней катастрофы продемонстрировала, что этот процесс мог занять не больше нескольких часов.

Вчера, 20:31
Никита Логинов

Микробиологи решили одну из давних проблем пивоварения — сделали вкус пива устойчивым к высокому давлению при варке. Для этого пришлось углубиться в ДНК пивных дрожжей и отредактировать код, связанный с насыщенностью вкуса.

1 октября
Сергей Васильев

Моделирование указало, как менялся путь формирования и распада суперконтинентов на протяжении истории Земли. Это позволило ученым предсказать, как и где образуется следующий из них, снова объединив практически всю сушу планеты.

3 октября
Ольга Иванова

Американские исследователи узнали, что продолжительность жизни пенсионеров зависит не столько от наличия у них хронических заболеваний, сколько от таких простых факторов, как возможность ходить в магазин за продуктами, выполнять уборку в доме, показатели мелких частиц холестерина в крови и вредные привычки, которые они имели ранее.

2 октября
Редакция

Итальянский ботаник Стефано Манкузо — о преимуществах естественных отношений и о том, что бывает, когда люди нарушают хрупкое равновесие между биологическими видами. Naked Science печатает отрывок из книги Манкузо La nazione delle piante («Нация растений»).

16 сентября
Алиса Гаджиева

Геродот в своей «Истории» утверждал, что блоки для пирамиды Хеопса и соседних пирамид доставляли по воде. Но сегодня от Нила до пирамид слишком далеко. Исследование кернов, взятых в пойме реки, позволило понять, как именно решался сложнейший вопрос транспортировки такого строительного материала.

15 сентября
Никита Логинов

Светодиоды потребляют намного меньше энергии, чем традиционные газоразрядные лампы, что должно сократить парниковые выбросы. Но при этом светодиодное освещение угрожает здоровью жителей и разрушает местные экосистемы в городах и селах.

1 октября
Сергей Васильев

Моделирование указало, как менялся путь формирования и распада суперконтинентов на протяжении истории Земли. Это позволило ученым предсказать, как и где образуется следующий из них, снова объединив практически всю сушу планеты.

[miniorange_social_login]

Комментарии

6 Комментариев

14.12.2021
-
0
+
Спасибо! Репост!
-
0
+
Всё ждал, когда же в тексте появятся анонсированные в названии теплокровные крокодилы... Известно ли, что это за крокодилы такие? Какие-то вымершие, проигравшие эволюционную борьбу своим хладнокровным родичам?
13.12.2021
-
0
+
Видимо у меня бурых жиров в явном недостатке... Не подскажет кто, где взять?
амниотов ~ рыбов

Подтвердить?
Подтвердить?
Не получилось опубликовать!

Вы попытались написать запрещенную фразу или вас забанили за частые нарушения.

Понятно
Жалоба отправлена

Мы обязательно проверим комментарий и
при необходимости примем меры.

Спасибо
Аккаунт заблокирован!

Из-за нарушений правил сайта на ваш аккаунт были наложены ограничения. Если это ошибка, напишите нам.

Понятно
Что-то пошло не так!

Наши фильтры обнаружили в ваших действиях признаки накрутки. Отдохните немного и вернитесь к нам позже.

Понятно
Лучшие материалы
Войти
Регистрируясь, вы соглашаетесь с правилами использования сайта и даете согласие на обработку персональных данных.
Ваша заявка получена

Мы скоро изучим заявку и свяжемся с Вами по указанной почте в случае положительного исхода. Спасибо за интерес к проекту.

Понятно
Ваше сообщение получено

Мы скоро прочитаем его и свяжемся с Вами по указанной почте. Спасибо за интерес к проекту.

Понятно

Сообщить об опечатке

Текст, который будет отправлен нашим редакторам: