Poza oczywistą anatomią, ptaki i ssaki różnią się od gadów tym, że są stałocieplne. To właśnie zdolność do wytwarzania własnego ciepła i kontrolowania temperatury ciała umożliwiła im dominację w większości ekosystemów na świecie.

Czy ssaki od zawsze były stałocieplne?

Naukowcy od dawna zastanawiali się, kiedy ssaki wykształciły umiejętność endotermii. Najnowsze badania przeprowadzone przez międzynarodowy zespół badaczy, między innymi z Uniwersytetu Witwatersrand w Johannesburgu w RPA, wskazują na to, że stałocieplność była znana jeszcze przed pojawieniem się pierwszych ssaków. A to datuje się na około 200 milionów lat temu.

Po przeanalizowaniu skamieniałości z Karru (kraina geograficzna w Południowej Afryce) odkryli, że stałocieplni byli też przodkowie ssaków. Chodzi o zwierzęta chodzące po Ziemi około 230 milionów lat temu.

Karru to wyjątkowa kraina geograficzna na południu Afryki z cennymi skamieniałościami. / fot. Martin Klima/Getty Images

– Po raz pierwszy możemy prześledzić bezpośrednie konsekwencje pochodzenia endotermii w anatomii szkieletu przed ssaczych gatunków – mówi dr Julien Benoit, starszy badacz paleontologii na Uniwersytecie Witwatersrand.

Odpowiedzi chowały się w uchu wewnętrznym skamieniałości. Nazwa narządu odpowiada jego skomplikowanej budowie anatomicznej. I rzeczywiście, to nie tylko narząd słuchu, ale też równowagi. Trzy półkoliste kanały są wypełnione płynem – śródchłonką (endolimfą). Kiedy poruszamy głową, płyn również jest w ruchu i aktywuje receptory, informując mózg o trójwymiarowej pozycji naszej głowy i ciała oraz o przyśpieszeniu, jakie na nie działa.

Przodkowie ssaków pierwsi byli stałocieplni

Lepkość śródchłonki zmienia się wraz z temperaturą ciała. Żeby narząd równowagi działał prawidłowo, kanały półkoliste muszą dostosować się do wyższej temperatury i zmieniać swoją geometrię.

– Uważnie przyglądając się biomechanice kanałów półkolistych, doszliśmy do wniosku, że możemy dzięki nim określić temperaturę ciała. To dlatego, że jej wzrost wymusza adaptacje morfologiczne. Prześledziliśmy je u przodków ssaków – mówi dr Romain David, doktor habilitowany z Muzeum Historii Naturalnej i główny autor artykułu.

Badania wykazały, że kanały ucha wewnętrznego zaczęły zmieniać się około 233 mln lat temu, co wskazuje na zmiany w temperaturze ciała przodków ssaków w tym czasie. Nie były one związane z ciepłym klimatem. W odkryciu nieocenioną rolę odegrały skamieniałości południowoafrykańskie, będące nieprzerwanym zapisem ewolucji życia na przestrzeni prawie 100 milionów lat. W tym ewolucyjną przemianę terapsyd – zwierząt podobnych do gadów – w ssaki.

Co mówią nam skamieniałości ucha wewnętrznego?

Dzięki najnowszym technikom skanowania CT i trójwymiarowego modelowania, naukowcy zrekonstruowali ucho wewnętrzne dziesiątek przodków ssaków z południowoafrykańskiego Karru oraz innych miejsc na świecie. Następnie ustalili, u których gatunków anatomia kanałów półkolistych była spójna z wyższą temperaturą ciała, a u których nie.

– Stałocieplność ssaków to jedna z największych niewyjaśnionych zagadek paleontologii. Uważamy, że wykorzystana przez nas metoda badawcza jest naprawdę obiecująca, ponieważ została zweryfikowana przy użyciu bardzo dużej liczby współczesnych gatunków – podsumowuje dr Kenneth D. Angielczyk, kurator wydziału paleomammologii MacArthur w Field Museum of Natural History w USA.

Źródło: Nature.