Предки млекопитающих резко перешли к теплокровности в начале позднего триаса

Переход к эндотермии (теплокровности) был важнейшим событием в эволюции предков млекопитающих, открывшим новые экологические и эволюционные возможности. Попытки привязать это событие к конкретному времени или узлу эволюционного дерева до сих пор не давали однозначных результатов. Изучение биомеханики органа равновесия современных позвоночных позволило разработать новый метод оценки температуры тела по строению полукружных каналов внутреннего уха. Применение метода к 56 видам ископаемых синапсид (предков млекопитающих и их родни) показало, что переход к эндотермии, по-видимому, был резким и произошел 233 миллиона лет назад, в карнийском веке позднего триаса, у первых представителей клады Mammaliamorpha, которая позднее дала начало настоящим млекопитающим. В это время климат Пангеи стал более влажным и жарким, а в ее флоре и фауне произошли важные изменения — в частности, стало больше беннеттитовых и хвойных растений, а также появились первые динозавры.

Эволюционно-экологическое значение эндотермии трудно переоценить. Возможность поддерживать постоянно высокую температуру тела открывает массу новых возможностей как в краткосрочной, так и в долгосрочной перспективе. Теплокровные наземные позвоночные, по сравнению с холоднокровными, более подвижны, способны сохранять высокую активность при низкой окружающей температуре (ночью, зимой), быстрее и дальше передвигаются. Правда, платить за это приходится дорого, ведь теплокровным нужно гораздо больше энергии (пищи).

В долгосрочной перспективе теплокровность — важная предпосылка прогрессивного развития мозга и когнитивных способностей. Одним из косвенных указаний на это служит тот факт, что у птиц и млекопитающих относительный объем мозга в целом положительно коррелирует с продолжительностью жизни, а у холоднокровных, как недавно выяснилось, корреляции либо нет (амфибии), либо она отрицательная (рептилии). Вероятно, это связано с тем, что энергетическая «цена» мозговой ткани у холоднокровных почти так же высока, как и у теплокровных. Поэтому в скромный энергетический бюджет эктотермных позвоночных большой мозг совсем не вписывается, а у эндотермных на фоне прочих энергетических затрат расходы на крупный мозг оказываются уже не такими неподъемными.

Естественному отбору, конечно, нет дела до отдаленных перспектив. Поэтому в процессе эволюционного становления эндотермии имело значение только соотношение ее плюсов и минусов здесь и сейчас: окупится ли рост энергетических затрат теми преимуществами теплокровности, которые она может дать сразу. Преодолеть этот порог, похоже, было не так-то просто. Впрочем, для уверенных выводов необходимо знать, как часто в эволюции наземных позвоночных происходили переходы к эндотермии. Для этого нужно уметь отличать ископаемых теплокровных позвоночных от холоднокровных, а это совсем не простая задача.

Продолжение в источнике:Elementy