13.02.2014 | Наука

Палеонтологи выявили взаимосвязь окраса динозавров и их физиологии

Международная команда палеонтологов из Техасского университета в Остине, университета Акрона и Китайского университета геологических наук обнаружила прямую взаимосвязь между окрасом динозавров и их физиологией.

Они выявили эволюционные изменения в механизмах, регулирующих связь между цветом и формой содержащих пигменты органелл, известных как меланосомы.

Учёные также обнаружили, что форма и размеры меланосом древних динозавров, представителей филогенетической ветви Paraves, соответствуют таковым у современных млекопитающих и птиц. Цвет динозавров исследователи расшифровывают, изучая размеры и формы меланосом, а значит, таким же образом можно восстановить физиологию древних животных.

Меланосомы содержат меланин, наиболее распространённый светопоглощающий пигмент, обнаруженный у животных. Изучая форму меланосом, учёные вывели предполагаемый окрас нескольких древних видов, в том числе пернатых синозавроптерикса, микрораптора и анхиорниса.

Палеонтологи заметили, что общепринятая методика "расшифровки" окраса по формам меланосом прекрасно подходит для одних видов, но для других оказывается неподходящей. Сравнивая меланосомы 181 современного животного, 13 вымерших и всех других, описанных в работах по разнообразию меланосом, исследователи обнаружили, что черепахи, ящерицы и крокодилы — современные холоднокровные животные имеют меньшее разнообразие форм меланосом, чем теплокровные птицы и млекопитающие.

Из-за ограниченного разнообразия форм меланосом у современных холоднокровных животных, этот показатель слабо коррелирует с окрасом. То же самое справедливо и для вымерших архозавров, тело которых было покрыто "протоперьями" и "протоволосами", как их называют исследователи. У этих видов форма меланосом одна — сферическая, так же как и у современных рептилий.

И напротив, генетическая ветвь динозавров, ведущая к птицам, изобилует самыми разными формами и размерами меланосом, что определило разнообразие окраса у этих животных. Расхождение двух ветвей, предполагают палеонтологи, произошло очень резко, в момент появление первых "пернатых" динозавров.

"Наши результаты указывают на фундаментальные изменения в довольно определённый момент времени. Разнообразие форм и размеров меланосом появилось прямо перед тем, как животные освоили полёт и приобрели перья", — поясняет автор исследования Джулия Кларк (Julia Clarke) из Техасского университета.

Исследователей особенно удивило сходство в разнообразии структур меланосом у древних манирапторов, одних из представителей филогенетической ветви Paraves, и современных млекопитающих и птиц.

"Ныне живущие теплокровные позвоночные, независимо развившие в ходе эволюции высокий уровень метаболизма, имеют такое же разнообразие меланосом, как и у древних пернатых динозавров", — утверждает соавтор исследования Мэттью Шоуки (Matthew Shawkey) из университета Акрона.

Как поясняют исследователи в пресс-релизе Техасского университета, многие гены, отвечающие за меланиновую систему пигментации, также участвуют в других процессах, таких как приём пищи и репродуктивное поведение. Именно по этой причине, уверены учёные, изменения в физиологии совпали с ростом числа форм и размеров меланосом.

Полученные результаты исследования подчёркивают взаимосвязь между физиологией (теплокровностью и холоднокровностью, к примеру) и пигментацией. Несмотря на то, что палеонтологи ещё далеки от точного понимания взаимозависимости этих свойств, с новыми данными появится больше методов восстановления эволюционного портрета вымерших животных и их генетической связи с современными позвоночными.

Результаты исследования опубликованы в статье журнала Nature.

По публикациям UkrNet