A kréta végi kihalás után a korai méhlepényesek gyorsan nőttek fel, és életük fele olyan hosszú lehetett, mint mai, hasonló tömegű társaiké. Ez segíthet megmagyarázni, hogyan töltötték be a nem madár dinoszauruszok által hátrahagyott űrt, és miért tudtak gyorsan sikeressé válni – derül ki egy, a Nature-ben szerda délután közölt kutatásból.

A világ egyik vezető paleontológusa, az Edinburgh-i Egyetemen kutató Steve Brusatte és kollégái egy 62 millió éve élt emlős fosszíliáit vizsgálták egy olyan módszerrel, amely forradalmasíthatja az emlősök evolúciójáról meglévő ismereteinket. A több állatból megmaradt csontok és fogak kémiai összetétele, illetve mikroszkopikus szerkezete példátlan betekintést nyújt az emlős különleges élettörténetébe, és a méhlepényesekre hasonlító szaporodási stratégiájába.

Az Egyesült Államokban 1882-ben felfedezett Pantolambda bathmodon az egyik első nagyobb termetű növényevő emlős volt a kréta végi (K-Pg) kataklizma után. Az állat egy pantodontának nevezett elevenszülő emlőscsoport (Theria) korai képviselője volt, amely a kihalás után 1 millió évvel jelent meg, és egészen az eocénig, 34 millió évvel ezelőttig élt a Földön. Az új eredmények azt sugallják, hogy a P. bathmodon vemhességi ideje a hasonló méretű emlősökéhez képest hosszú volt, és utódai a nem méhlepényes emlősökhöz képest nagyon fejletten jöttek világra.

Az emlősök még a dinoszauruszok által uralt jura időszakban alakultak ki, nagyjából 170 millió éve, korábbi emlősszerű állatokból. Az elevenszülő emlősökből létrejött méhlepényesek, amelyek közé az ember is tartozik, nagyjából 100 millió éve, a késő krétában jelentek meg. A ma közel 6 ezer fajt számláló méhlepényesek változatosságának nagy része a kréta végi kihalás után jött létre.

A kihalás megnyitotta az utat a méhlepényesek testméretének jelentős megnövekedése előtt is, így félmillió évvel később már az 50 kilogrammos testtömegű fajok sem voltak ritkák. A méhlepényesek tipikusan egy, nagyobb tömegű utódot hoznak világra, jól fejlett fogazattal, bundával és nyitott szemekkel. Ha a P. bathmodon valóban a méhlepényesek közeli rokona volt, akkor Brusatte-ék szerint valószínű, hogy már a korai méhlepényes emlősöknek is fejlett utódjai születtek. Ez a gyors, kréta végi kihalás utáni méretnövekedésüket is segíthette.

60 millió évvel tolták korábbra egy vizsgálati módszer alkalmazhatóságát

A kutatók célja az volt, hogy rekonstruálják az emlős élettörténetét a fosszilizált csontok és fogak növekedési mintázatainak segítségével. Amint tanulmányukban elmagyarázzák, a csontok megőrzik az állat éves növekedési ciklusainak nyomait, így pontosan lehet követni a fejlődésének sebességét egész életén keresztül. A fogak dentinje és zománca pedig tárolja a napi ciklusok nyomait, ami precízen behatárolja és rögzítí az állat életének eseményeit, így a születését és a szoptatási időszak teljes hosszát is. A fogcement eközben a csontokhoz hasonlóan az éves növekedési ciklusok jeleit tárolja.

A szövettani vizsgálatok mellett a kutatók a fogakban nyomelemeket kerestek, és ehhez csúcstechnológiás tömegspektrométereket vetettek be. A cink mennyiségének változása rögzíti az emlős születését, a báriumé pedig étrendjének változásait. A kettő együtt elárulja a kutatóknak, mennyi idő után született meg a P. bathmodon kicsinye, és milyen hosszú volt a szoptatási időszaka. Ilyen módszert eddig 2,6 millió éves vagy annál fiatalabb főemlős-fosszíliákon alkalmaztak, a kutatók most ezt tolták ki 60 millió évvel. Úgy vélik, a nyomelemek vizsgálata sokkal ősibb emlősöknél is alkalmazható lehet, mint azt eddig bárki gondolta, ami új eszközt ad az állatok élettörténetének rekonstruálására.

A bárium mennyiségének az állat születése utánra tett növekedése egybevág a modern és fosszilizálódott főemlősökben látottakkal, ami az anyatej megjelenését jelzi az újszülött állat szervezetében. Későbbi csökkenése valószínűleg a szoptatási periódus végét mutatja a kutatók szerint, ami azt minimum 31-56 napban határozza meg, és ezt a fogak pásztázó elektronmikroszkópos vizsgálata is megerősítette.

Kiderült az is, hogy a születésig befejeződött az összes tejfog formálódása, a maradó zápfogak pedig már 4 hónappal azután kialakultak, hogy az állat a világra jött, így a felnőtt állatokra jellemző fogazat már a P. bathmodon első életévében rögzülhetett. A csontnövekedés sebessége életük első évének végén jelentősen lelassult – ez a kutatók szerint arra utal, hogy ekkor már megközelítették maximális testméretüket és szaporodóképessé váltak.

Fejlett utódok és gyors életritmus

A tejfogak fejlődése alapján vemhességi periódusuk hozzávetőleg 207 nap, vagy 29,5 hét volt. Ez sokkal hosszabb, mint a kloákás vagy erszényes emlősöké, de nagyjából megegyezik a hasonló testméretű méhlepényesekével. A hosszú vemhességi periódus a kutatók szerint arra is utal, hogy a P. bathmodon valószínűleg egyetlen utódnak adott életet.

A szoptatási időszak valószínűleg 2 hónappal a születés után befejeződhetett (az összes bizonyíték alapján 31-75 nappal később), amikor az állat tömege 9 kilogrammos volt. Ez rövidebb, mint amire a kutatók előzetesen számítottak, ellenben a vemhességi időszak kissé hosszabb egy hasonló méretű méhlepényeshez képest. Ez Brusatte és kollégái szerint azt a méhlepényeseket meghatározó tulajdonságot tükrözi, hogy jelentős energiát fektettek az utódjukba, miközben azt is jelzi, hogy a korai méhlepényesek élettörténete eltért modern leszármazottjaikétól.

A P. bathmodon legtöbb fosszíliája 2-5 éves korban elpusztult állathoz tartozott, ami a fiatal állatok közti nagy mortalitás jele lehet. A legidősebb egyed, amit a szakemberek vizsgáltak, 11 éves volt. Ez közel fele az ekkora tömegű méhlepényesnél várt 20 éves élettartamnak. Azzal együtt, hogy a P. bathmodonok gyorsan szaporodóképessé váltak, ez gyors életritmusra utal náluk, amely a felnőtt egyedek 42 kilogrammos testtömegéhez képest szokatlan. A 62 millió éve élt P. bathmodon nőstényei valószínűleg egyetlen, szőrrel borított, fejlett fogazatú, nyitott szemekkel születő utódot hoztak világra – hasonlóan a mai őzekhez, zsiráfokhoz és birkákhoz –, amelyet rövid ideig, 2 hónapig tápláltak.

Brusatte-ék szerint ezzel a P. bathmodoné a legkorábbi ismert méhlepényes életmód. Ez megengedhette nekik, hogy hasonló testtömegű állatokkal összehasonlításban gyorsan elszaporodjanak, ami előnyösnek bizonyulhatott a nagy kihalást 4 millió évvel követő, még helyreálló környezetben. A hosszabb vemhességi periódus ezen belül fontos lehetett sikerükhöz, és potenciálisan a testméret növekedését is támogatta. Így, a testméretet korlátozó tényezők feloldódásával a méhlepényesek be tudták tölteni a nem madár dinoszauruszok által szabadon hagyott ökológiai fülkéket (niche), és minden korábbi emlősnél nagyobbra nőhettek.

A kutatók az általuk időben visszafelé jelentősen kiterjesztett vizsgálati módszertől azt remélik, hogy a jövőben segíthet jobban felderíteni az emlősök szaporodásának evolúcióját, és szerepét abban, hogy az emlősök túlélték a kréta végi kihalást, ami után a bolygó domináns szárazföldi állataivá váltak.

Kapcsolódó cikkek a Qubiten:

Végtelen esőzések közepette váltak melegvérűvé az emlősök

Tóth András tudomány 2022. július 20.

Egy nemzetközi kutatócsoport megfejtette, hogy korai emlős őseink a késő triász vad klímaváltozásai alatt lettek képesek először közel állandó testhőmérsékletet fenntartani. A 233 millió évvel ezelőtti változás miatt tudunk ma is a Föld szinte bármely részén megélni, és egész nap aktívak maradni.

Az emlősök előbb lettek nagyobbak, és csak utána okosabbak

Tóth András tudomány 2022. április 8.

A korai méhlepényesek testméretük növekedésével töltötték be a nem-madár dinoszauruszok által hátrahagyott űrt. Agyuk csak tízmillió évvel később zárkózott fel ehhez, és érte el szerkezetileg is modern formáját, derül ki egy friss kutatásból.

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.