Предки млекопитающих учились ходить и дышать как они еще в пермском периоде

Международный коллектив ученых из Германии, ЮАР и США показал, что у животного, жившего 260 миллионов лет назад, грудная клетка уже начала приобретать черты, характерные для млекопитающих. В будущем это привело к появлению более совершенных способов дыхания и передвижения.

Горгонопсы были доминирующими хищниками позднего пермского периода, весьма совершенными по тем временам: они передвигались быстрее своих неповоротливых жертв, были ловчее на охоте и обладали огромными верхними клыками, предназначенными для пробивания толстой шкуры, укрепленной внутрикожными окостенениями. 

У горгонопса, жившего в конце пермского периода, грудина уже утратила цельность и начала приобретать черты, характерные для млекопитающих / © 10.1038/s41598-022-17492-6

Все эти черты сближают горгонопсов с млекопитающими, однако самое удивительное то, что в действительности саблезубые хищники не относятся к эволюционной линии, которая привела к первым зверям. Горгонопсы — довольно дальние наши родственники, отделившиеся от цинодонтов, непосредственных предков млекопитающих, примерно 265 миллионов лет назад. 

Сходство между горгонопсами и млекопитающими — поразительный пример параллельной эволюции, когда у животных, имеющих общих предков, развиваются схожие черты строения. Теперь ученым удалось обнаружить еще одну общую черту между нынешними млекопитающими и горгонопсом Gorgonops torvus, жившим 260 миллионов лет назад на территории современной Южной Африки. Это сегментированное строение полностью окостеневшей грудины, непарной кости в грудной клетке.  

У далеких общих предков горгонопса и млекопитающих грудина была хрящевой и цельной. Появление отдельных сегментов значительно повысило подвижность грудной клетки, что улучшило вентиляцию легких, а окостенение отдельных сегментов обеспечило надежную опору для конечностей. Вероятно, и у горгонопсов, и у млекопитающих оба эти процесса привели к одному результату: животные стали эффективнее дышать, а скорость их передвижения увеличилась. 

Строение грудины (синяя), ключицы (розовая) и межключичной кости (фиолетовая) у предков млекопитающих / © 10.1038/s41598-022-17492-6 

Полученные данные предполагают один из двух возможных эволюционных сценариев: либо сегментированное строение грудины характерно для их общих предков и было вторично утрачено более близкими родственниками млекопитающих (например, тероцефалами), либо эта черта развилась у млекопитающих и горгонопсов независимо. 

По-видимому, уже в пермском периоде предки и родственники млекопитающих начали совершенствовать свои тела, становясь все быстрее и ловчее, хотя в итоге их постигла разная эволюционная судьба. Горгонопсы полностью вымерли в поздней перми, став жертвами величайшего массового вымирания в истории планеты, а цинодонты благополучно пережили этот катаклизм и вступили в новую эру земной истории, чтобы уже через 30 миллионов лет дать начало первым млекопитающим. 

Исследование опубликовано в журнале Scientific Reports.