Эндотермия у животных могла возникнуть почти 300 миллионов лет назад

1 003

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 млекопитающие 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.

Смотрите также:
Подписаться
Уведомление о
guest
0 Комментарий
Встроенные отзывы
Посмотреть все комментарии