Ископаемый эмбрион, найденный в Южной Африке, является старейшим в мире доказательством того, что предки млекопитающих откладывали яйца

Между 280 и 200 миллионами лет назад существовала группа животных, которым предстояло дать начало млекопитающим, включая человека. Их называют терапсидами. Впервые их описали более полутора столетий назад на основе окаменелостей из Южной Африки. С тех пор было найдено множество других образцов. Но одно открытие ускользало от палеонтологов на протяжении всего этого времени: яйца терапсидов.

Они должны были существовать. Некоторые современные млекопитающие — утконос и ехидны — откладывают яйца. Но ни Джеймс Китчинг, один из самых талантливых охотников за окаменелостями Южной Африки XX века, ни кто-либо из палеонтологов после него никогда не находили яиц терапсидов. Китчинг даже начал сомневаться: возможно, терапсиды, как и большинство их потомков-млекопитающих, уже были живородящими?

Теперь загадка решена. Учёные описали окаменевшее яйцо с эмбрионом возрастом 250 миллионов лет, принадлежащее предку млекопитающих. Это окончательно доказывает, что терапсиды действительно откладывали яйца.

Двадцатилетняя загадка

Окаменелое яйцо и эмбрион были обнаружены недалеко от Овистона в Восточно-Капской провинции Южной Африки палеонтологом Джоном Ньяфули из Блумфонтейна в 2008 году. Образец хранился в Национальном музее в Блумфонтейне. Исследователи знали, что он принадлежит виду, жившему 252–250 миллионов лет назад, который называется листрозавр. Взрослая особь напоминала свинью с голой кожей, клювом, как у черепахи, и двумя торчащими вниз бивнями.

Но доказать, что этот эмбрион находился внутри яйца, потребовалось двадцать лет. Окаменелость не сохранила скорлупу. Виден только свернувшийся эмбрион. Если скорлупа и существовала, она была, вероятно, кожистой или растворилась. Только самые продвинутые динозавры откладывали яйца с твёрдой скорлупой.

Синхротрон раскрыл тайну

Ответ заключался в передовой технологии Европейского центра синхротронного излучения в Гренобле, Франция. Там исследователи использовали мощный источник рентгеновского излучения, чтобы получить изображение внутренней структуры костей эмбриона. Под воздействием синхротрона окаменелость раскрыла все свои давно хранимые секреты — и, самое главное, стадию своего развития.

Было обнаружено, что нижние челюсти клюва эмбриона не были полностью сращены. Эта особенность развития встречается только у современных черепах и птиц, у которых кости челюсти срастаются задолго до рождения, чтобы клюв был достаточно прочным для вылупившегося детёныша, позволяя ему ловить и измельчать пищу.

Это означало, что свернувшийся эмбрион листрозавра погиб внутри яйца, плотно уютно устроившись в своей мягкой кожистой скорлупе. Это было доказательство, которое палеонтологи искали.

Знаменитый выживший

Листрозавр — травоядный терапсид, знаменитый тем, что пережил «Великое вымирание» — массовое исчезновение видов 252 миллиона лет назад. Во время этого события погибло 90 процентов всех живых существ на Земле. Жизнь почти прекратила своё существование. Как листрозавр выжил — до сих пор интригующая загадка. Но найденное яйцо даёт возможную подсказку.

Окаменелость показывает, что животное откладывало, вероятно, довольно крупные яйца для своего размера тела. Крупные яйца производят виды, которые вскармливают своих эмбрионов желтком, а не молоком. Детёныш развивается до продвинутой стадии внутри яйца и затем вылупляется. Напротив, однопроходные — утконос и ехидны, которые кормят своих детёнышей молоком, — откладывают маленькие яйца, потому что детёныш получает питание после вылупления. Крупный размер яйца листрозавра означает, что он не кормил своих детёнышей молоком.

Секрет выживания

Крупное яйцо было менее подвержено высыханию. Чем крупнее яйцо, тем меньше его площадь поверхности, поэтому яйца листрозавра теряли бы меньше воды через свою кожистую скорлупу, чем яйца других видов того времени. Учитывая засушливую среду во время и сразу после вымирания, это было значительным преимуществом. Твёрдые яйца эволюционируют только через 50 миллионов лет.

Кроме того, крупное яйцо означает, что листрозавр, вероятно, был выводковым типом — детёныши вылуплялись на продвинутой стадии развития. Они были достаточно большими, чтобы питаться самостоятельно и убегать от хищников, быстрее достигали зрелости и могли размножаться раньше. Быстрый рост, раннее размножение и способность к proliferации были секретами выживания листрозавра.

Способность идентифицировать это окаменевшее яйцо добавляет понимание к происхождению репродуктивной биологии млекопитающих и лактации. Это также проливает свет на стратегию выживания листрозавра в самый разрушительный биологический кризис в истории Земли. Понимание того, как виды справлялись с массовыми вымираниями в прошлом, может помочь лучше понять, как современные виды могут справляться с текущим шестым массовым вымиранием, вызванным деятельностью человека.

Вопрос, который остаётся без ответа, заключается не в том, откладывали ли терапсиды яйца — теперь это доказано. Вопрос в том, почему переход от яйцекладения к живорождению произошёл у предков млекопитающих, и какие преимущества это дало в ходе эволюции. И какие ещё секреты хранят породы Карру, где Китчинг нашёл тысячи окаменелостей, но так и не нашёл яйца, которые ждали своего часа более ста лет?