Чтобы заново завоевать океан, высшим позвоночным пришлось пережить сразу несколько мутаций. Причем вся генетическая подготовка велась на суше.

Ключевые способности для водного образа жизни -- рождать живых детенышей и задавать пол зародыша во время оплодотворения. Проведя филогенетический анализ, ученые доказали, что эти признаки эволюционировали совместно и в мезозое позволили древним рептилиям освоить океан.

Живородящих рептилий гораздо больше, чем кажется, -- около 20% видов. Ученые считают, что в эволюции пресмыкающихся способность к живорождению возникала многократно и у некоторых групп снова исчезала. Большое преимущество она дает при жизни в холодном климате.

В океане из яйца ничего не вылупится

Для жизни в океане способность рождать живых детенышей совершенно необходима. Зародыш нуждается в воздухе, который проходит сквозь скорлупу яйца, а растворенного в воде кислорода для этого недостаточно. Этим высшие позвоночные -- амниоты отличаются от рыб и амфибий, у которых икра развивается в воде.

Морские змеи -- единственные ныне живущие рептилии, которые постоянно живут в океане и там же размножаются. Они живородящие. Те морские млекопитающие -- китообразные и сирены (например, ламантин), -- кто полностью освоил водную стихию, также рожают детенышей в воде. Яйцекладущие водные или полуводные рептилии, например крокодилы или морские черепахи, вынуждены для размножения выбираться на сушу. И, значит, не могут полностью с ней порвать.

Марк Пейджел (Mark Pagel), профессор Университета в Рединге (University of Reading), и его коллеги из Музея сравнительной зоологии Гарвардского университета (Museum of Comparative Zoology, Harvard University) в Массачусетсе проверили, как эволюционировал другой связанный с размножением признак -- способность к генетической детерминации пола. Этот признак невозможно проследить на основании палеонтологических данных.

Пол задают температура или хромосомы

У большинства крокодилов, ящериц и черепах пол зародыша изначально не задан. Кто вылупится из яйца -- самка или самец, зависит от температуры окружающей среды, в которой развивается яйцо. Повышая или понижая температуру инкубации, можно изменить соотношение полов в потомстве.

Но у млекопитающих, птиц и некоторых других рептилий, а также у некоторых беспозвоночных пол зародыша определяется половыми хромосомами. У человека это X- и Y-хромосомы, у других животных они могут быть иными, но принцип состоит в том, что пол задается в момент оплодотворения.

Марк Пэйджел объясняет: «Генетическая детерминация пола -- это большое преимущество, поскольку она обеспечивает баланс между мужским и женским полом в популяции. При температурном определении пола в зависимости от условий инкубации происходит перекос в сторону одного либо другого пола. В океане относительно стабильная температура, так что этот способ там вообще не проходит».

Биологи взяли массив данных по 94 ныне живущим видам животным, включающий их способ размножения (откладка яиц или живорождение) и способ задания пола. Построив филогенетическое дерево, используя байесовские методы анализа, ученые выяснили, что оба признака эволюционировали совместно. Причем генетическая детерминация пола предшествовала живорождению.

Учиться жить в воде нужно на суше

Ученые просчитали скорость эволюции того и другого признака и построили модель, позволяющую предсказывать эти признаки у разных видов. Сначала они проверили предсказательную точность моделей на семи современных видах и выяснили, что она работает. Затем перешли к предсказанию механизма детерминации пола у вымерших животных. Для анализа они взяли три самостоятельных группы морских рептилий -- мозазавров, зауроптеригий и ихтиозавров. Все они широко расселились в океане в период между 251 млн и 100 млн лет назад.

Все эти животные дышали воздухом, но строение их тела максимально приспособлено к жизни в воде: конечности видоизменились в подобие плавников, исчезли кожные чешуи, тело стало максимально обтекаемым. Палеонтологические данные говорят, что они были живородящими. Об этом свидетельствует, в частности, хорошо сохранившийся отпечаток ихтиозавра в момент рождения детеныша. Причем детеныш рождается хвостом вперед, как у современных китов и дельфинов. Это важно при родах в воде, чтобы новорожденный не захлебнулся.

• 
  Установлен механизм заражения людей прионами, на счету которых миллионы жизней
• Скоро любой сможет вырастить себе новое сердце или печень
• 
  Разгадана тайна «маяков» Вселенной
• Бесценное дерьмо. Новые научные методы познания мира
• 
  Хомосапиенсы очень любили неандертальцев, и еще больше денисовцев

• 
  В Антарктиде русскими достроена машина времени
• Победа над старением: выведены вечно молодые мыши
• 
  Миф об уникальности Земли разрушен
• Почему американцы не смогли рассчитать район падения «Фобоса»
• 
  Астрофизикам не удается понять, почему Луна нарушает законы физики

рептилии

• Эмбрионы черепах общаются через скорлупу яиц
• Биологи расшифровали геном рептилии
• У черепах и ящериц общий предок

ихтиозавр

• Биологи нашли самую древнюю беременную ящерицу
• Близ Лох-Несса найден плезиозавр

Наука. все новости за 18 сен ‘09

самое популярное видео

Анджелина Джоли считает праймериз республиканцев «странным» телешоу

На аллее славы появились отпечатки ног Майкла Джексона

Режиссер «Артиста» получил главный приз Гильдии режиссеров Америки

В Бразилии прошел конкурс красоты Plus Size

Берлинский кинофестиваль согревает в стужу

ещё

Примененная к древним морским рептилиям модель показала, что те использовали генетическую детерминацию пола. Ученые полагают, что она, так же как и живорождение, появилась у их предков еще в период пребывания на суше. И благодаря этому зубастые гиганты смогли успешно заселить океан.

Статья о том, что помогло сухопутным животным уйти в море, опубликована в журнале Nature.