Новый индекс показывает вероятность наземного или водного образа жизни вымерших млекопитающих
Исследователи из Университета Нагои разработали новый индекс на основе измерения прочности ребер, который позволяет использовать данные окаменелостей для прогнозирования того, жили ли вымершие виды млекопитающих исключительно в воде, иногда выходили на сушу или были полностью наземными.
Несмотря на обширную летопись окаменелостей млекопитающих, часто бывает сложно использовать эти данные для реконструкции образа жизни и мест обитания вымерших видов. Тот факт, что некоторые виды проводили всё или часть времени под водой (аналогично современным китам и тюленям), ещё больше осложняет задачу.
Коннами Андо и Шин-чи Фудзивара из Университета Нагои решили эту проблему, разработав новый индекс для прогнозирования, проводил ли вид всю жизнь в воде. Индекс основан на том, что для ходьбы или ползания по суше ребра должны быть относительно прочными, а для плавания — нет. После создания индекса на основе измерений современных наземных, полуводных и исключительно водных видов, Андо и Фудзивара использовали его, чтобы предсказать, что некоторые вымершие виды не могли поддерживать своё тело на суше.
Хотя млекопитающие изначально эволюционировали как наземные организмы, кладистика показывает, что некоторые вернулись к водному образу жизни, иногда независимо друг от друга. Примеры включают китов, дельфинов и ламантинов, которые никогда не покидают воду, а также тюленей и гиппопотамов, которые проводят время и на суше, и в воде. Исследования окаменелостей вымерших видов также предполагают, что некоторые из них проводили всё или часть времени в воде. Однако невозможность определить образ жизни вида только по ископаемым остаткам затрудняла подтверждение этих гипотез.
В своём исследовании, опубликованном в Journal of Anatomy, Андо и Фудзивара проанализировали грудные клетки и их сопротивление вертикальному сжатию у ряда видов млекопитающих. Этот важный фактор отражает способность животного поддерживать массу тела против силы тяжести при ходьбе или ползании — черта, не нужная водным организмам. Учёные исследовали 26 современных наземных, полуводных и исключительно водных видов, включая косатку, белого медведя, дюгоня, жирафа и гиппопотама. Они использовали эти данные для создания индекса, дифференцирующего группы с разными местами обитания. Затем индекс применили к четырём вымершим видам млекопитающих, у которых сохранились все четыре конечности, но были признаки частичного или полного водного образа жизни.
«Мы выбрали млекопитающих с разными местами обитания из ряда таксонов и проанализировали окаменелости, у которых хорошо сохранились кости грудного отдела», — говорит Фудзивара. «Мы сосредоточились на нагрузке, приводящей к перелому ребер. Мы обнаружили, что сумма нагрузок на перелом всех истинных ребер, непосредственно соединённых с грудиной, делённая на массу тела, эффективно разделяет существующие группы видов по среде обитания. Исключительно водные виды чётко дифференцировались».
Убедившись, что индекс может правильно классифицировать современные виды с известным образом жизни, исследователи применили его к вымершим группам: Ambulocetus (ранний предок китов) и трём видам десмостилий (родственникам слонов и морских коров). Целью было подтвердить или опровергнуть более ранние гипотезы об образе жизни этих групп, основанные на других морфологических данных.
«Наш индекс позволяет заключить, что Ambulocetus и две десмостилии (Paleoparadoxia и Neoparadoxia) не могли поддерживать себя на суше; они были исключительно водными», — говорит Андо. «Но для третьей десмостилии (Desmostylus) выводы были неубедительными. Возможно, нам необходимо провести дополнительные исследования промежуточной группы полуводных видов, включить переменную плотности кости в нашу модель или улучшить данные о массе тела вымерших видов, чтобы уточнить индекс».
Новый индекс должен помочь как в реконструкции образа жизни и мест обитания вымерших млекопитающих, так и в прояснении анатомических изменений, связанных с переходом млекопитающих к частично или полностью водному образу жизни.