Биолог из Чикагского университета Дэвид Гроссникль (David Grossnickle) предположил, что одной из причин выживания ранних млекопитающих во время мел-палеогенового вымирания и их последующего расцвета стала их способность «жевать жвачку» — то есть по-коровьи двигать челюстями в горизонтальной плоскости. Эта способность позволила им питаться максимально разнообразной пищей и дала преимущество перед конкурентами. Статья опубликована в журнале Scientific Reports.
Звери, или терии (Theria) — подкласс млекопитающих, включающих плацентарных и сумчатых животных. Это одна из самых успешных группа животных, освоившая практически все экологические ниши. Терии были одной из немногих групп, переживших массовое мел-палеогеновое вымирание около 66 миллионов лет назад, когда вымерли динозавры, птерозавры, морские рептилии и многие другие группы организмов.
Одной из важных составляющих эволюции ранних млекопитающих была перестройка зубной системы и скелетно-мышечной анатомии челюстей. Считается, что эта перестройка позволила им более эффективно пережевывать пищу и лучше контролировать движения челюстей. Авторы новой статьи решил разобраться, какие конкретно биомеханические преимущества дала ранним млекопитающим их челюстная системы.
Для этого Дэвид Гроссникль проанализировал зубы, челюсти и характер крепления мышц на черепе ранних вымерших и современных млекопитающих и создал 3D-модели движений челюстей при жевании. Оказалось, что в эволюции ранних млекопитающих развитие проекции верхних моляров (коренных зубов) в соответствующие им ямки и углубления нижних моляров сопровождалось параллельным развитием челюстной мускулатуры, обеспечивающей горизонтальные движения челюсти. Постепенно в ходе эволюции механическая эффективность движения челюстей в горизонтальной плоскости (подобных движениям челюстей коровы, жующей жвачку) становилась все выше эффективности движений в вертикальной плоскости (движений челюсти вверх-вниз, обеспечивающих простое раздрабливание пищи).
В результате такое изменения характера движений челюстей млекопитающие смогли эффективно пережевывать самую разнообразную пищу. Способность «жевать жвачку» позволила им перейти от простого разревания животной пищи на куски к перемалыванию и перетиранию грубой растительной пищи. Благодаря этому они смогли не только питаться самой разнообразной пищей, но и извлекать максимум питательных веществ из еды. Все это, по мнению автора, и позволило млекопитающим освоить множество разнообразных экологических ниш и не только пережить мел-палеогеновое вымирание, но и стать впоследствии одной из самых успешных групп животных.
Ранее другая группа ученых также показала, что самым важным фактором, определявшим эволюцию формы зубов ранних млекопитающих, была их способность перемалывать добычу. Использовав трехмерные модели зубов ранних млекопитающих и полимерные гели, имитирующие насекомых, авторы показали, что эволюция формы зубов определялась в первую очередь отбором на способность наносить максимальные повреждения добыче —в то время как силовые и энергетические характеристики укуса оказались второстепенными.
Иллюстрация к статье:
Обсуждение