Триасовый диапсид раскрывает раннее разнообразие кожных придатков у рептилий

Технология блокчейн Анализ крипторынка

Кожа – один из самых многообразных и адаптивных органов у животных, выполняющий множество функций от защиты и терморегуляции до коммуникации и сенсорики. Особенно интересны кожные придатки, такие как перья у птиц и волосы у млекопитающих, которые кардинально повлияли на эволюцию этих групп, помогая им осваивать различные экологические ниши. Однако вопросы происхождения и ранней эволюции подобных сложных структур у рептилий остаются дискуссионными, главным образом из-за дефицита хорошо сохранившихся окаменелых доказательств. Недавние открытия, связанные с триасовыми диапсидами, существенно меняют наш взгляд на это явление, проливая свет на ранние этапы диверсификации кожных придатков в эволюции рептилий.Ключевое открытие в отношении раннего разнообразия кожных образований у рептилий связано с обнаружением нового рода и вида мелких триасовых диапсидов, получившего название Mirasaura grauvogeli.

Возраст этих окаменелостей насчитывает около 247 миллионов лет и они были найдены в Грез-а-Вольция, Франция. Mirasaura представляет собой маленькое животное с уникальным и хорошо сохранившимся кожным гребнем, состоящим из удлинённых, сложных придатков, растущих вдоль спины. Их морфология и особенности строения ставят под сомнение традиционные представления о том, что сложные кожные придатки, сравнимые с перьями и волосами, возникли лишь у авеметатарзалий (группа, включающая птиц) и млекопитающих.Исследование integumentary appendages (кожно-покровных придатков) Mirasaura показало, что эти структуры имеют двустороннюю, расширяющуюся к вершине форму с характерным срединным тяжом, что отдаленно напоминает перо с его центральной осью (рахисом) и боковыми бородками (ванами). Кроме того, анализ меланосом — пигментных структур, отвечающих за цвет и обнаруживаемых в современных перьях и волосах — выявил сходство с геометрией меланосом птиц, но явные несходства со структурами кожи рептилий или волос млекопитающих.

Это указывает на то, что, несмотря на внешнее сходство, кожные придатки Mirasaura не являются гомологичными перьям и возникли независимо, что свидетельствует о параллельной эволюции сложных кожных структур.Сходные структуры ранее были известны только у Longisquama insignis — другой спорной триасовой рептилии из Средней или Поздней триасовой эпохи, обнаруженной в Киргизии. Longisquama также обладала неперистыми удлинёнными кожными придатками, формировавшими гребень на спине, однако вопрос о их гомологии с перьями и об их функциональной роли долгое время вызывал разногласия. Новые находки Mirasaura и последующий анализ сближают эти два рода, показывая, что оба принадлежат группе диапсид Drepanosauromorpha — класту рептилий, существовавших исключительно в триасовом периоде. Таким образом, данная группа оказалась обладателем уникальной инлюминативной черты — сложных кожных придатков, отличных от известных до сих пор.

Функциональное значение этих кожных структур остаётся предметом научных дискуссий. Поскольку придатки расположены вдоль спинного гребня и имеют вертикальную ориентацию, их вероятная роль — визуальная коммуникация, в частности внутренняя сигнализация или отпугивание хищников. От бессмысленной или скрывающей маскировки подобные структуры отличаются большой протяжённостью и стабильной организацией, что делает функциональную гипотезу по их использованию в брачных ритуалах или территориальных демонстрациях более правдоподобной. При этом, ввиду отсутствия разветвлений и форм, сходных с перьями, функция теплоизоляции или помощи в полёте исключается.Дополнительное подтверждение уникальности и важности Mirasaura получено благодаря тщательному филогенетическому анализу.

Mirasaura занимает прочное место внутри Drepanosauromorpha, группы, которая традиционно рассматривалась либо как часть ствола диапсид, либо как сестринская группа к современным сауриям (включающим ящериц, змей и крокодилов). Это указывает на то, что эволюционная история кожных придатков, подобных перьям, оказывается значительно глубже и сложнее, чем считалось ранее.Эволюция кожных придатков у амниот начинается значительно раньше появления специализированных перьев и волос, и отражает общие генетические механизмы, работа которых регулируется комплексом генов, таких как Wnt, β-катенин, EDAR, BMP и Shh. Несмотря на то, что эти гендерные сценарии близки у рептилий, млекопитающих и птиц, появление различных типов кожных структур — процесс уникальный и многократно повторявшийся в истории позвоночных. Таким образом, открытие Mirasaura создаёт дополнительную важную точку в понимании эволюции, демонстрируя, что сложные, специализированные формировки кожи могли развиваться в различных линиях независимо друг от друга.

Это открытие также наполняет значением триасовый период как этап бурных морфологических и экологических инноваций после массового перм-триасового вымирания. Новый тип кожных придатков среди диапсид подчеркивает, что адаптивное разнообразие кожи было ключевым элементом эволюционной стратегии выживания и радиации многих групп. Сложные кожные структуры в Drepanosauromorpha наряду с развитием перьев у авеметатарзалий и волос у млекопитающих формируют совокупную картину активного расширения функциональных возможностей кожи в тот геологический период.Подробные микроскопические анализы, такие как сканирующая электронная микроскопия и синхротронная рентгенофлуоресцентная микроанализ, позволили точно охарактеризовать мельчайшую морфологию и химический состав этих придатков, обнаружив высокую концентрацию углерода и металлов, характерных для органического пигмента меланина. Это ещё раз подтверждает биологическое происхождение структур и их потенциальное использование в пигментации и коммуникации.

Исторически предполагалось, что сложные кожные образования, аналогичные перьям, появились только в еволюции динозавров, вскоре перед возникновением первых птиц. Однако свидетельства из Mirasaura и Longisquama свидетельствуют о гораздо более раннем и неоднократном появлении подобных морфологических инноваций. Это существенно расширяет и углубляет представления о том, как и когда развивалась ключевая амниотическая черта — кожные придатки — и как они способствовали эволюционному успеху и выживанию разнообразнейших групп позвоночных.Таким образом, находки Mirasaura grauvogeli являются важным мостом в понимании эволюционной истории кожи и её производных у рептилий. Они проливают свет на этапы, когда сложные кожные структуры ещё не были связаны с тепловой изоляцией или способностями к полёту, а скорее служили визуальным сигналом и средством коммуникации.

Эти результаты стимулируют новые направления исследований в палеонтологии и эволюционной биологии, а также задают новые вопросы о генетических и морфологических предпосылках возникновения кожных придатков в разных ветвях амниот и их роли в адаптации и выживании. В конечном итоге они поднимают вопросы о том, насколько широко и разнообразно развивалась кожа у ранних рептилий и как эти морфологические новации интегрировались в сложные экосистемы триаса.