Végtelen esőzések közepette váltak melegvérűvé az emlősök

A politikusokat tényekkel kell szembesíteni. A tudomány tényeket gyárt. Segíts minél többet publikálni belőlük!

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.

Egy hűvös triászi éjszakán meleg levegőt kilélegző ősi emlős fantáziarajzaIllusztráció: Luzia Soares

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 belsőfül méretkülönbségei (szürkével) egy melegvérű Mammaliamorpha (bal oldalt) és egy hidegvérű emlősszerű (jobb oldalt) között, hasonló testméretű állatok eseténFotó: Romain David és Ricardo Araújo

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.

A Qubit szerkesztősége azért dolgozik, hogy a magyar nyilvánosság hiteles, alapos és közérthető tudományos ismeretekhez jusson. Tesszük ezt politikamentesen, közszolgálati hevülettel, száznál több kutató és tudós bevonásával. Égető kérdések, dermesztő válságok és zavaros álhírek sűrűjében igyekszünk tartani a fáklyát immár havi bő hétszázezer olvasónknak. Cikkeink ingyen olvashatók, de nem ingyen készülnek. Segítsd a munkánkat!

Kapcsolódó cikkek a Qubiten: