Звери до нас. Нерассказанная история происхождения млекопитающих

Но с окаменелостями редко бывает просто. Чтобы отделить ископаемое от породы цифровым способом, между ними должен быть контраст. Если сканирование прошло не лучшим образом, вы непременно столкнетесь с этой проблемой. Если значения оттенков серого слишком похожи, то при попытке отделить ископаемое вы зацепите и породу, что приведет к появлению бесполезного пятна на экране. Даже при самом лучшем сканировании часто бывает трудно отличить камень от кости. В таком случае все зависит от умения и терпения исследователя проанализировать данные и разобраться, что к чему. Это привносит некоторую субъективность, но в целом исследователи – осторожные люди, они готовы провести недели и даже месяцы, разбираясь в этом цифровом беспорядке. Такова была и моя судьба по возвращении в Шотландию.

Однако результаты исследований с использованием сканирования нередко захватывают дух. Одно такое исследование было проведено французским палеонтологом Жюльеном Бенуа и его южноафриканскими коллегами. В 2016 году они опубликовали знаковое исследование¹⁰, в котором применили микро-КТ для изучения черепов терапсид, цинодонтов и млекопитающих. Их работа пролила свет на загадку, которую мы считали уже неразрешимой: происхождение усов, меха и молока.

Поскольку волосы редко фоссилизируются, чтобы проследить их происхождение, исследователи используют кости. Некоторые мягкие ткани оставляют следы на костях: мышцы – наиболее очевидный тому пример. Как мы видели в предыдущих главах, более крупные мышцы оказывают влияние на рост костей, заставляя их менять форму в ответ на оказываемое на них давление.

На тело оказывают влияние не только мышцы. Усы и волосы берут свое начало в нашем самом большом органе – коже, и они связаны с нашей центральной нервной системой. Усы подвижны у многих млекопитающих, они подергиваются, когда улавливают запах или помогают своему хозяину проложить путь. Чтобы развить такую подвижность и чувствительность, усам и меху требуется приток крови и нервные окончания. На это и обращали внимание исследователи, чтобы проследить их появление у млекопитающих.

Сканируя ископаемые черепа животных с поздней перми до ранней юры, команда Бенуа изучила пути прохождения нервов в черепе. Тройничный и лицевой нервы связаны с чувствительностью наших лиц, особенно у млекопитающих с усами. Команда обнаружила, что в ключевой момент палеонтологической летописи млекопитающих эти нервы больше не извивались внутри верхней челюсти, а выходили через небольшое отверстие на поверхность кости. То есть сложное разветвление происходило непосредственно под кожей, что вы и видите у современных млекопитающих с усами. Первые подобные изменения наблюдаются у окаменелостей возрастом 240 миллионов лет (средний триас), которые восходят к ветви цинодонтов, включающей млекопитающих и их близких родственников.

Одними нервами все не ограничивается. Еще одно доказательство исходит из удивительной связи между структурой черепа, волосами и выработкой молока. У большинства рептилий и амфибий (и некоторых рыб) в верхней части черепа есть небольшое отверстие, называемое теменным. Эта особенность была присуща нашим общим четвероногим предкам и сохранялась у синапсид на протяжении всей их эволюционной истории. Связанное с шишковидной железой в головном мозге, известной как «теменной глаз», это отверстие, как полагают, регулирует циклы активности животных, определяя уровень освещенности, а также помогает животным в терморегуляции.

Теменное отверстие исчезло у млекопитающих примерно в то же время, когда, по оценкам Бенуа, у них появились усы.

Отсутствие теменного отверстия у млекопитающих связано с геном, который работает во время развития эмбриона. Исследования в области эмбриологии показали, что при мутациях в этом гене, называемом Msx2, последствия довольно показательны. У животных с этой мутацией есть отверстия в черепе точно в том же месте, что и теменное отверстие их предков, а у мышей с мутацией Msx2 выражены проблемы с поддержанием волосяных фолликулов и развитием молочных желез. Тот факт, что эти три признака – теменное отверстие, волосяные фолликулы и молочные железы – связаны одним геном, звучит интригующе. На ум приходит мысль, что в среднем триасе мутация гена Msx2 у цинодонтов сыграла определенную роль в развитии вышеперечисленных признаков.