Эра млекопитающих: Из тени динозавров к мировому господству - Стив Брусатти

Начнем с шерсти. Как мы уже знаем, шерсть, скорее всего, появилась у пермских терапсид — дицинодонтов и цинодонтов — не как плотный покров тела, а как сенсорные усики, элемент демонстрации или часть системы гидроизоляции кожи. Свидетельства тому, однако, косвенные: волосоподобные пряди в копролитах терапсид, ямки и канавки на мордах там, где у млекопитающих находятся вибриссы. Впрочем, нельзя отрицать, что многие юрские и меловые млекопитающие, скелеты которых найдены в Ляонине, — и докодонты, и харамииды — обладали полноценными меховыми шкурками. Это не догадки: вокруг костей сохранилась шерсть, закрепившаяся на месте в результате вулканической консервации так же, как перья динозавров.

Следовательно, не остается никаких сомнений в том, что эти млекопитающие были полностью теплокровными, поскольку лишь эндотермические животные, вырабатывающие собственное тепло и поддерживающие постоянную температуру тела, нуждаются в шерстном покрове с ног до головы. Более того, для холоднокровного животного это стало бы губительным — в солнечную погоду оно бы перегрелось. Все еще идут дискуссии о том, в какой именно момент на линии «терапсиды — цинодонты — млекопитающие» появилась полноценная теплокровность. Сценарий, предложенный мною в предыдущей главе, — по которому эндотермия впервые возникла у триасовых цинодонтов, — возможно, будет опровергнут дальнейшими исследованиями. Так или иначе, к юрскому периоду, когда докодонты и харамииды пробовали то один, то другой образ жизни, у млекопитающих уже должен был сформироваться тот тип высокоэнергетического, усовершенствованного обмена веществ, которым обладаем мы сейчас.

Есть и другая, еще более сложная особенность млекопитающих, которая развивалась на этой части семейного дерева. Собственно, именно из-за нее млекопитающие и получили свое название, потому что она отличает нас от всех остальных животных: молочные железы. Эти железы, самые крупные и сложные в нашей мясистой коже, вырабатывают молоко, которым самки млекопитающих выкармливают потомство. Этот процесс называется лактацией.

У выкармливания детенышей молоком много преимуществ. Это чрезвычайно питательный продукт, который ни матери, ни детенышу не нужно добывать, собирать или ловить. Мать может накапливать запасы молока и кормить потомство, когда ей нужно, независимо от погодных или сезонных изменений, из-за которых пища может стать недоступной. Птицам, например, повезло меньше — им приходится собирать для птенцов червяков. Если засуха сводит на нет запасы червяков, для птенцов это беда. Готовый источник пищи также позволяет новорожденным млекопитающим быстро расти и способствует привязанности между матерью и детенышем, столь важной для когнитивного и социального развития. Я наблюдаю это лично. Сейчас, когда я это пишу, мой пятимесячный сын гулит при виде моей жены, но игнорирует меня.

Существует много теорий происхождения лактации, над этой загадкой немало времени ломал голову и сам Дарвин. В настоящее время преобладают две идеи. Согласно первой, вначале кожные железы стали выделять антимикробную жидкость для защиты новорожденных от бактериальных инфекций, а впоследствии она превратилась в полноценный источник питания. Вторая версия состоит в том, что молоко первоначально служило для защиты крошечных яиц млекопитающих от высыхания, но затем вылупившиеся детеныши стали его есть, а естественный отбор превратил его в пищу для них.

Нет, вам не показалось — здесь написано «яйца» и «вылупившиеся».

Хотя мы привыкли представлять себе млекопитающих как живородящих, на самом деле это прогрессивная способность териевых, или зверей, — группы, куда входят сумчатые и плацентарные, подобные нам. Самые примитивные из ныне живущих млекопитающих — однопроходные, такие как утконос и ехидна, — откладывают яйца, и, скорее всего, так поступали все триасовые, юрские и меловые млекопитающие, о которых до сих пор шла речь.

Хотя у нас нет настоящих окаменелых яиц древних млекопитающих (пока!), но известно, что ближайшие родичи млекопитающих — тритилодонтидовые цинодонты, группа, куда входил и открытый Вальтером Кюне олигокифус из предыдущей главы, — наверняка были яйцекладущими. В 2018 г. Ева Хоффман — еще одна талантливая аспирантка, чьи исследования меняют наши представления об эволюции млекопитающих, — совместно со своим научным консультантом Тимом Роу описала ископаемую семью представителя тритилодонтид кайентатериев (Kayentatherium). Прижавшиеся друг к другу животные — мать и как минимум 38 малюсеньких детенышей — были погребены в результате шального наводнения. Это «почти млекопитающее» размером с кошку никак не могло родить несколько десятков малышей, а значит, они вылупились из яиц. И самка никак не могла выкормить их всех молоком, по крайней мере только молоком. Возможно, они выбрались вместе на поиски пропитания, когда их постигла эта участь.

Когда же в таком случае появилась лактация? На данный момент, как бы чудесно ни сохранились образцы млекопитающих из Ляонина, фоссилизированных молочных желез у них не нашли. К счастью, есть другие признаки, указывающие на то, что животное в детстве питалось молоком.

Первый — дифиодонтия, то есть наличие только двух наборов зубов, детского и взрослого. Как мы узнали в предыдущей главе, эта особенность впервые появилась у млекопитающих типа морганукодона в триасе. Не зря детские зубы называют молочными: они вырастают, пока детеныш еще питается молоком матери. Они зачастую плохо сформированы, окклюзия бугорков при смыкании челюстей плохая. И они не образуют полноценного зубного ряда: у коренных (а порой и у других зубов) нет молочных предшественников, и вырастают они только после того, как детеныш отлучен от груди.

Есть и более серьезная проблема. Как показывают беззубые улыбки человеческих новорожденных — или плач младенцев постарше, у которых режутся зубы, — многие млекопитающие рождаются вообще без зубов, так как перед прорезыванием первых молочных зубов челюсти должны подрасти и окрепнуть. Таким детенышам — и без того уязвимым — приходится как-то выживать как минимум несколько недель, если не месяцев, без надежды вообще разжевать пищу, ведь у них и молочных зубов еще нет. И снова молоко решает проблему: все, что нужно младенцу, — сосать и глотать.

С этим связан второй тип свидетельств в пользу лактации: костные структуры, необходимые для сосания. Прежде всего это вторичное, или твердое, нёбо, появившееся у триасовых цинодонтов. Нёбо отделяет ротовую полость от дыхательных путей и гарантирует, что даже самый слабый детеныш не захлебнется, поглощая молоко. Кроме того, при кормлении детеныш затягивает материнский сосок языком глубоко в рот, обычно прижимая его языком к нёбу и таким образом выдавливая молоко. Однако нёба самого по себе недостаточно. Чтобы обеспечить достаточное усилие для выдаивания, детенышу требуется мускулистая глотка со сложно устроенной и очень подвижной подъязычной костью для размещения глоточных хрящей и крепления мышц. Впервые эта специфическая глоточная система достоверно появляется у докодонтов, например миниатюрного микродокодона из Ляонина.

В совокупности эти свидетельства указывают на то, что матери начали выкармливать детенышей молоком еще на заре истории млекопитающих, возможно в триасе,