Эндотермия у животных могла возникнуть почти 300 миллионов лет назад

0 667

Эволюционное происхождение эндотермии (способность поддерживать тепло тела и более высокий уровень энергии, чем у рептилий), которая, как в настоящее время считается, возникла отдельно у птиц и млекопитающих, могло возникнуть почти 300 миллионов лет назад.

Профессор Университета Квинсленда Гордон Григг сказал, что их гипотеза заключается в том, что эндотермия является древней и имеет общее происхождение от общих предков млекопитающих и птиц. Это «смелая гипотеза» по словам рецензентов, но она основана на очень веских доказательствах. Все вместе это подразумевает новую систему взглядов на эволюцию эндотермии и может привести к более четкому пониманию того, как регулируется температура тела у людей, других млекопитающих и птиц.

Эндотермия обеспечивает длительную аэробную работу и благоприятное тепло тела и сильно контрастирует с низкоэнергетическим, более низким и более изменчивым температурным образом жизни современных рептилий.

Ученые собрали данные палеонтологии, показывающие, что эндотермия была широко распространена в двух линиях позвоночных, которые очень рано разошлись от первых наземных животных — одна привела к современным птицам, ящерицам и крокодилам (зауропсидам), а другая линия привела к сумчатым и плацентарным млекопитающим (синапсидам).

«Наша основная гипотеза заключается в том, что эндотермия у млекопитающих и птиц имеет общее происхождение и намного старше, чем считалось ранее, и возникла вскоре после того, как первые земноводные вышли на сушу», — сказал Гордон Григг.

«Скорее всего, это будет спорно, но мы думаем и надеемся, что это вызовет отличные разговоры и может привести к изменению нашего понимания способов поддержания тепла тела».

Профессор Григг и его команда из шести исследователей пришли к своему выводу благодаря захватывающей гипотезе из биохимии, связанной с тем, как генерируют тепло тела (так называемый термогенез), реагируя на холод.

«Многие плацентарные млекопитающие, подвергающиеся воздействию холода, дополняют тепло, производимое дрожью, дополнительным теплом, выделяемым специальной тканью, коричневой жировой тканью (бурый жир)», — сказал Гордон Григг.

«Неудивительно, что этот процесс называется «термогенез без дрожи» (NST). Но бурого жира не хватает сумчатым, однопроходных (утконос и ехидна), а также многим плацентарным млекопитающим. Так откуда же может исходить дополнительное тепло их тела?»

Гипотеза биохимических исследований, кажется, дает ответ на этот вопрос. Она предполагает, что тепло для стабильной температуры тела у этих млекопитающих исходит непосредственно от скелетных мышц, используя биохимический механизм, отличный от того, который генерирует тепло из бурого жира.

«Также большой интерес для нас вызвал тот факт, что производство тепла у птиц, как полагают, происходит за счет очень похожего процесса — что заставило нас задуматься, может ли эндотермия у птиц и млекопитающих иметь общее происхождение, а не развиваться независимо? Так родилась наша центральная гипотеза».

Исследователи поняли, что если способность к эндотермии действительно развивалась так давно, они могли бы обнаружить доказательства эндотермии в окаменелостях самых ранних предков современных птиц и млекопитающих. Так начался всесторонний обзор палеонтологической литературы.

«Учитывая, что остались только кости, плюс реконструкции, основанные на этих костях, предполагающие, какой размер и форму могли иметь их владельцы при жизни, казалось бы, есть мало свидетельств их терморегуляторной биологии», — сказал профессор Григг.

«Однако микроскопическая структура костей может указывать на быструю и устойчивую скорость роста, а некоторые типы костей чаще встречаются при эндотермии. Кроме того, большой размер тела может указывать на структуру сердца, подобную эндотермической, и высокое кровяное давление, а точки входа большого диаметра для кровеносных сосудов, проникающих в кости конечностей, могут указывать на высокий кровоток. Это характерные черты эндотерм».

«Наконец, радиоизотопный анализ иногда может предоставить информацию о температуре тела, при которой были сформированы кости или зубы».

В течение нескольких месяцев исследования были обнаружены доказательства эндотермии очень ранних предков линий зауропсидов и синапсидов; парейазавров, крупных травоядных, похожих на рептилий, защищенных костной внешней броней, и в нескольких группах пеликозавров, млекопитающих, подобных рептилиям.

«Эти ранние признаки эндотермии согласуются с нашей гипотезой о том, что эндотермия очень древняя и, вероятно, старше дивергенции линий зауроподов и синапсидов», — говорят ученые.

«Что не менее интересно, так это то, что мы обнаружили несколько случаев эндотермии в обеих ветвях с течением времени, что указывает на то, что она широко распространена в обеих основных эволюционных линиях и характерна для них обоих».

«Наше открытие также поднимает вопрос о том, был ли недавно признанный и, вероятно, древний источник дополнительного тепла тела заменен бурым жиром у плацентарных млекопитающих, или же мышечный NST и NST в буром жире работают вместе. И разгадка этого должна привести к лучшему пониманию регулирования температуры человеческого тела».

Исследование было опубликовано в Biological Reviews.

Войти с помощью: 
Подписаться
Уведомление о
guest
0 Комментарий
Встроенные отзывы
Посмотреть все комментарии
0
Будем рады вашим мыслям, пожалуйста, прокомментируйте.x
()
x