233 millió éve élt őseinknek köszönhetjük, hogy egész nap aktívak tudunk maradni, és a Föld szinte bármely szegletében megélünk. A melegvérűség, amely ezt lehetővé teszi, az ősi emlősökben drámai éghajlati változások során alakulhatott ki – derül ki egy, a Nature-ben ma délután közölt kutatásból.

A késő triászban lezajló, „egy millió évig tartó esőzésnek” nevezett klimatikus eseményt kolosszális vulkánkitörések váltották ki. Ez az új kutatás szerint nagyjából egybevágott a melegvérűség és más, az emlősöket meghatározó tulajdonságok megjelenésével. Ennek eredményeként már az ősi emlősök is változatos éghajlati környezetekben élhettek, és a hidegvérű (ektoterm) állatokhoz képest tovább lehettek aktívak még éjszaka is, ami megalapozta a földtörténeti középidőben az emlősök többségének éjszakai életmódját.

A nagy állatcsoportok közül ma csak az emlősök és madarak endotermek, ami azt jelenti, hogy testük belsejében szinte állandó, magas hőmérsékletet képesek fenntartani. Még májusban írtunk arról, hogy a legelső dinoszauruszok és pteroszauruszok is melegvérűek lehettek. Ez egyes dinoszaurusz-ágakban az életmódváltozás miatt később elveszett, a ragadozó theropodáknál viszont nem. A kréta végi kihalást egyedüli theropoda dinoszauruszként túlélő madarak így az emlősökkel együtt melegvérűek.

Az emlősök evolúciójának egyik nagy, idáig megoldatlan rejtélye volt, hogy mikor jelent meg a melegvérűség. Ricardo Araújo, a Lisszaboni Egyetem paleontológusa és kollégái most azt állítják, hogy egyértelmű fosszilis jeleit azonosították a kulcsfontosságú tulajdonság kialakulásának. Ehhez az emlősszerű állatok (Synapsida) fosszíliáiban a belsőfül üregeit, a csontos labirintus szerkezetét vizsgálták. A félköríves csontcsatornák belsejében található, membránnal határolt, félköríves csatornákat egy endolimfának nevezett folyadék tölti ki. A fej forgási mozgását érzékelő rendszer a kutatók szerint alapvető fontosságú az állatok mozgáskoordinációjához, navigációjához és térérzékeléséhez.

A testhőmérséklet megnövekedése ugyanakkor együtt jár az endolimfa folyadék viszkozitásának csökkenésével. A melegvérű állatoknak így kompenzálniuk kellett a félköríves csatornák mérséklődő reakciósebességét, és nagyobb aktivitásuk miatt eleve hatékonyabb érzékelésre volt szükségük. Ez részben a félköríves csatornák és az őket magukban foglaló félköríves csontcsatornák formájának evolúciójával valósulhatott meg, utóbbi pedig lekövethetővé tette a melegvérűség létrejöttét a kutatóknak.

A kutatók 50 ma élő gerinces félköríves csatornáit vizsgálták, hogy meghatározzák alakjuk összefüggését az őket magukba foglaló csontokéval. Így vizsgálták a félköríves csontcsatornák változásait 56 Synapsida fosszíliában, precíz mikrotomográfiás eljárással. Ebből egy hőmérsékleti-mozgékonysági indexet állítottak össze, amely korrelál a testhőmérséklettel. Az index alapvetően az egy közös ősre visszavezethető élőlénycsoportok (kládok) testhőmérsékletére adott pontosabb eredményt, míg más fajokéra kevésbé. A hidegvérű és melegvérű állatok értékei közt mindenesetre nagyon kevés átfedést találtak a szakemberek.

A kutatók evolúciós modelljeiből kiderült, hogy a melegvérűség viszonylag hirtelen jött létre a késő triászban, a jelenlegi molekuláris és fosszilis adatok alapján 233 millió éve kialakult ősi emlősök csoportjában, a Mammaliamorphában. A jura közepére létrejött emlősöket (Mammalia) és közeli rokonaikat lefedő csoport az egyedüli melegvérű emlősszerűek voltak. Minden más Synapsida állat hidegvérű volt, 24–29 fok közötti testhőmérséklettel. A kutatók szerint az endotermia kialakulása a testhőmérséklet 5–9 Celsius-fokkal való növekedésével járt, és az oxigénfelvevő képesség kiterjedésével járt.

A melegvérűség létrejöttével egy időben megnőtt a Mammalimorphák agymérete is, és vázrendszerük szerkezete is kisebb módosulásokon esett át. Az emlősöket meghatározó bizonyos jellegek, mint az utódgondozás, a testet borító hőszigetelő szőrzet vagy a vázizomzatban zajló hőtermelő folyamatok még ennél is korábban alakulhattak ki. Annyi biztos, hogy a Mammalimorphákban a szőrzet és a hőtermelő folyamatok együttes kombinációja lehetővé tette az endotermia létrejöttét, amely jelentős előnnyel járt a fokozatosan lehűlő éghajlatban. A triászt a 234–232 millió évvel ezelőtti karni magmás eseményen kívül nagyrészt száraz klíma jellemezte, majd a hőmérséklet fokozatos esésnek indult, ami az időszak végén vulkanikus telekben tetézett – ezeket a melegvérű dinoszauruszok tollaikkal, az emlősök pedig szőrzetükkel vészelhették át.

A kutatók úgy vélik, hogy a késő triászban megjelent alapvető emlősjellegek döntők voltak abban, hogy az emlősök változatossága nőni tudjon a dinoszauruszok 135 millió éves uralma alatt, és a kréta végi kihalás után egyre növekvő testméretükkel betölthessék a nem-madár dinoszauruszok által hátrahagyott űrt.

Kapcsolódó cikkek a Qubiten:

Már a legelső dinoszauruszok és pteroszauruszok is melegvérűek voltak

Tóth András tudomány 2022. május 25.

A korábbi vélekedésekkel szemben a legtöbb dinoszaurusz melegvérű volt, akárcsak a madarak vagy az emlősök, intenzív anyagcseréjük pedig lehetővé tette, hogy egész évben aktívak maradjanak a legkülönbözőbb környezetekben.

Tollaik tették a Föld uraivá a dinoszauruszokat

Tóth András tudomány 2022. július 8.

201 millió éve kihalási hullám söpört végig a bolygón, amiből a dinoszauruszok sok más hüllővel ellentétben egész jól jöttek ki. Egy friss kutatás szerint ezt testüket borító tollaiknak köszönhetik, amelyekkel nemhogy átvészelték az időszak vulkanikus teleit, hanem még terjeszkedni is tudtak.

Forradalmian precíz módszerrel tárták fel az emlősök evolúciós családfáját

Tóth András tudomány 2022. január 5.

Az embereket is magában foglaló méhlepényes emlősök alosztálya még a dinoszauruszok idejében alakult ki, de nagyobb csoportjai csak a 66 millió évvel ezelőtti kihalás után jelentek meg. A tökéletesített kormeghatározás több száz évnyi processzoridőt spórolt meg a kutatóknak.