Исследователи из Баварского государственного собрания естественных наук (SNSB) изучили зубы медведей через миллионы лет и обнаружили необычное явление для млекопитающих. Зубы древних медведей не просто эволюционировали — они переписали один из базовых принципов роста моляров. Причем дважды, в ответ на резкие климатические изменения и связанные с ними сдвиги в рационе. Эти изменения сохраняются у всех современных медведей.
Медведи нарушили один из основных законов эволюции. Они сделали это дважды!
Медведи кажутся типичными млекопитающими, но в их эволюционной истории скрыты два резких нарушения стандартной схемы развития.
Unsplash
Ученые впервые выяснили, когда и как древние медведи «взломали» природные правила, реагируя на изменения окружающей среды
Что не так с эволюцией зубов медведей?
Медведи не подчиняются этому правилу. Их второй моляр непропорционально большой, и вся семья медведей всегда была «вне рамок» стандартной модели. В новом исследовании изучались челюсти медведей от ископаемых возрастом до 13 миллионов лет до современных видов, чтобы понять, почему они нарушили эволюционные правила дважды — в периоды экстремальных климатических изменений.
Первый крупный «взлом» произошел около 3,6 млн лет назад у Ursus minimus, предка большинства современных видов. Его второй моляр значительно увеличился по сравнению с предком Ursus boeckhi. Это совпало с переходом европейского климата от теплых влажных лесов к более прохладным и сухим ландшафтам с лесостепями и открытыми равнинами. Мелкая добыча стала редкой, а крупные травоядные были слишком велики для охоты маленьких медведей. Зато корни, клубни, семена, орехи и насекомые стали доступнее, что привело к сдвигу к всеядности.
Эволюция отреагировала: ингибирующие сигналы от первого моляра уменьшились, и второй моляр вырос больше нормы. Ученые называют это «частичным ингибиторным каскадом» — общая схема моляров сохранилась, но второй зуб вырос сверхправил.
Второй сдвиг произошел 1,25–0,7 млн лет назад, в период ранне-среднеплейстоценового похолодания, когда травянистые ландшафты расширились. Предки пещерных медведей (Ursus deningeri) становились все более растительноядными. На этот раз сигналы от второго моляра ослабли, и третий моляр вырос крупнее, увеличив поверхность для пережевывания растений.
«Баланс химических соединений, стимулирующих или подавляющих рост моляров, менялся в эти периоды», — объясняет Аннеке ван Хетерен из SNSB. «Эти изменения связаны с адаптацией к пище. Медведи шли от хищников к всеядным или травоядным, но не следовали стандартной модели ICM. Современные виды сохраняют эти древние изменения».
Даже сегодня медведи сохраняют следы этих правил. У бурых (U. arctos) и американских черных медведей (U. americanus) второй моляр увеличен из-за плиоценовой всеядности. Белые медведи (U. maritimus), хотя и хищники, тоже несут наследие древнего строя зубов. Даже гигантские панды (Ailuropoda melanoleuca) сохранили исходный паттерн, хотя приспособились к бамбуку с помощью усиленных челюстей и крупных премоляров.