Trecerea de la depunerea ouălor la nașterea puilor vii la strămoșii mamiferelor s-ar fi produs cu mult mai devreme decât indicau dovezile disponibile până acum. Un studiu recent asupra unui animal care a trăit în urmă cu aproximativ 236 de milioane de ani sugerează că această transformare evolutivă ar putea împinge originea viviparității în linia mamiferelor cu circa 90 de milioane de ani în trecut.
Descoperirea este importantă nu doar pentru înțelegerea reproducerii mamiferelor, ci și pentru reconstruirea unei etape esențiale din istoria evolutivă a grupului. Cercetătorii au analizat oase fosilizate ale speciei Chiniquodon theotonicus, un reprezentant al cinodonților – animale dispărute care se aflau pe linia evolutivă ce avea să ducă, în cele din urmă, la mamiferele moderne.
Un strămoș al mamiferelor de acum 236 de milioane de ani
Chiniquodon theotonicus a trăit în Triasicul târziu, cu aproximativ 236 de milioane de ani în urmă. Cinodonții apăruseră cu câteva zeci de milioane de ani mai devreme și reprezentau deja o ramură remarcabil de evoluată a terapsidelor.
Aceste animale aveau mai multe caracteristici care le apropiau de mamiferele moderne. Dentiția era diferențiată în incisivi, canini și măsele, iar structura maxilarelor le permitea să mestece hrana. Un palat secundar le permitea, de asemenea, să respire în timp ce mestecau, ceea ce putea susține un metabolism mai ridicat. Unele dovezi indică faptul că cinodonții erau cel puțin parțial endotermi, adică își puteau menține temperatura corporală prin producerea internă de căldură.
Tocmai aceste transformări fac din cinodonți o verigă importantă pentru înțelegerea apariției mamiferelor. Până acum însă, cercetătorii presupuneau că una dintre cele mai importante caracteristici ale mamiferelor – nașterea puilor vii – a apărut mult mai târziu.
Oasele păstrează urma momentului nașterii
Cum poate un os fosilizat să spună dacă un animal s-a născut dintr-un ou sau a fost născut viu? Răspunsul se află în structura microscopică a oaselor.
Cercetătorii au analizat un femur fosilizat de Chiniquodon theotonicus și au identificat ceea ce se numește linie neonatală. Este o structură microscopică ce marchează schimbarea fiziologică asociată nașterii și separă țesutul osos format înainte de naștere de cel format după naștere.
Această linie poate funcționa ca un fel de „înregistrare” a momentului în care animalul a trecut de la viața intrauterină la cea independentă. Analiza inelelor de creștere din os le-a permis cercetătorilor să estimeze și dimensiunea animalului la naștere.
Animalul cântărea aproximativ 1,7 kilograme la naștere, în timp ce masa sa corporală la moarte era estimată la aproximativ 12 kilograme. Prin urmare, nou-născutul reprezenta circa 14% din masa corporală a adultului. Această proporție este neobișnuit de mare pentru un animal care ar fi ieșit dintr-un ou.
De ce dimensiunea puiului este atât de importantă?
La păsări și reptile, embrionul se dezvoltă în interiorul unui ou, iar puiul eclozează într-un stadiu relativ mic și incomplet dezvoltat. Raportul dintre masa nou-născutului și cea a adultului este, în general, mult mai mic.
În cazul Chiniquodon, situația pare să fi fost diferită. Cercetătorii au comparat raportul dintre masa la naștere și masa adultă cu date provenite de la mii de animale moderne – de la țestoase, șerpi și crocodili până la păsări, monotreme, marsupiale și mamifere placentare.
Chiniquodon theotonicus s-a grupat alături de mamiferele placentare care nasc pui vii relativ bine dezvoltați. Raportul său era aproape identic cu cel întâlnit la o mică antilopă africană duikerul de golf.
În schimb, monotremele actuale, precum ornitorincul și echidnele, depun ouă, iar marsupialele nasc pui extrem de mici, care își continuă dezvoltarea după naștere. Reptilele și păsările au, de asemenea, în general, un raport mult mai redus între masa puiului și cea a adultului.
Prin urmare, dimensiunea estimată a nou-născutului Chiniquodon reprezintă un argument important în favoarea ipotezei că animalul dădea naștere unor pui vii. Așadar, nașterea puilor vii ar fi putut avea loc cu 90 de milioane de ani mai devreme.
Până la această descoperire, originile viviparității în linia evolutivă a mamiferelor erau plasate mult mai târziu. Dovezile indicau apariția acestui mod de reproducere în jurul perioadei în care au evoluat mamiferele teriene, în urmă cu aproximativ 160 de milioane de ani.
Noua interpretare împinge însă posibilitatea nașterii puilor vii până în Triasic, la aproximativ 236 de milioane de ani în urmă – o diferență de circa 90 de milioane de ani. Dacă interpretarea se confirmă prin descoperirea altor fosile, schimbarea ar avea consecințe importante pentru arborele evolutiv al mamiferelor.
Ea ar însemna că viviparitatea nu a fost neapărat o inovație apărută relativ târziu, la mamiferele apropiate de formele moderne, ci ar putea avea rădăcini mult mai adânci în istoria cinodonților.
Dar povestea este mai complicată
Fosila este impresionantă, însă cercetătorii subliniază că nu reprezintă încă o dovadă definitivă. Una dintre marile întrebări este dacă nașterea puilor vii a apărut o singură dată în linia mamiferelor, cu mult mai devreme decât se credea, sau dacă această strategie reproductivă a evoluat independent în mai multe ramuri.
Problema este că registrul fosil este incomplet. Există chiar și dovezi că unii cinodonți și alte rude timpurii ale mamiferelor depuneau încă ouă. De exemplu, Lystrosaurus, un dicinodont care a trăit în urmă cu aproximativ 250 de milioane de ani, este cunoscut printr-un embrion conservat în interiorul unui ou.
Un alt exemplu este Kayentatherium wellesi, un cinodont care a trăit cu aproximativ 196 de milioane de ani în urmă. Fosilele descoperite în Arizona includ un adult asociat cu 38 de pui, un număr care seamănă mai degrabă cu o pontă de ouă decât cu un cuib de pui născuți vii.
Drept urmare, evoluția reproducerii la strămoșii mamiferelor nu pare să fi urmat o singură linie simplă.
O transformare evolutivă care a schimbat istoria mamiferelor
Nașterea puilor vii oferă avantaje importante. Embrionul poate fi protejat în interiorul corpului mamei, iar dezvoltarea sa poate continua într-un mediu mai bine controlat decât cel oferit de un ou depus în exterior. Însă această strategie vine și cu costuri energetice considerabile pentru mamă.
Tocmai de aceea, momentul în care a apărut viviparitatea este esențial pentru înțelegerea evoluției mamiferelor. Dacă Chiniquodon theotonicus a fost într-adevăr vivipar, înseamnă că unele dintre caracteristicile reproductive considerate mult timp specifice mamiferelor mai evoluate își au originile într-un trecut mult mai îndepărtat.
Fosila nu ne oferă doar o imagine asupra unui animal dispărut. Ea surprinde, la nivel microscopic, o posibilă urmă a nașterii unui pui de acum aproape un sfert de miliard de ani.
Sursa: Science News