В Аргентине нашли необычно крупное млекопитающее мелового периода
Новый вид ископаемых меловых млекопитающих, Patagomaia chainko, был найден в Южной Америке. Представитель этого вида жил приблизительно 70 миллионов лет назад и весил около 14 килограммов, что делает его самым крупным известным млекопитающим позднего мелового периода. Судя по особенностям строения тазовых костей, патагомайя относилась к подклассу териев, или зверей, — живородящих млекопитающих, к которым относятся современные сумчатые и плацентарные. По-видимому, терии Южного полушария достигли внушительных габаритов быстрее своих сородичей с севера, которые оставались сравнительно мелкими вплоть до наступления кайнозойской эры.
От патагомайи (Patagomaia chainko) сохранились только окаменевшие кости конечностей и элементы таза, но и этих остатков хватило ученым, чтобы заключить, что она, несомненно, была весьма крупным — по меркам мезозоя — млекопитающим, весившим около 14 килограммов. Рисунок из обсуждаемой статьи в Scientific Reports
О млекопитающих, населявших планету во времена динозавров, люди узнали примерно в то же время, что и о самих динозаврах, но при этом долгое время наши знания оставались крайне фрагментированными (G. Engelmann, 2013. Mesozoic Mammals and the People Who Study Them). Большая часть окаменелостей мезозойских млекопитающих, обнаруженная за первые 200 лет их изучения, была представлена изолированными зубами и обломками костей, так что долгое время палеонтологи полагали, что под ногами динозавров путались мелкие и довольно однообразные существа, которые начали диверсифицироваться только после того, как гигантские рептилии сошли со сцены и позволили выжившим зверькам захватить планету (R. Bakker, 1971. Dinosaur Physiology and the Origin of Mammals).
Это представление начало меняться лишь в последние полвека, что в первую очередь связано со стремительным ростом количества находок. Если в 1979 году людям было известно лишь о 116 родах мезозойских млекопитающих (чудовищно мало для геологической эры, длившейся почти 186 миллионов лет!), то к 2007 году их стало почти втрое больше, около 310, причем 18 видов были представлены почти полными скелетами (Z. Lou, 2007. Transformation and diversification in early mammal evolution). Это позволило лучше оценить морфологическое и экологическое разнообразие наших пушистых предшественников, которое оказалось не таким уж скудным: уже в юрском периоде на Земле возникли планирующие, плавающие, лазающие по деревьям и подземные базальные млекопитающие.
Со временем, благодаря новым находкам, известное разнообразие мезозойских млекопитающих только увеличивалось. Выяснилось, что меловые млекопитающие питались не только мелкими беспозвоночными, но и растениями, и даже некрупными динозаврами (см. картинку дня Репеномам динозавра ам). Было установлено, что к раннему мелу уже выделились два современных подкласса млекопитающих, однопроходные (Monotremata, см. Monotremata: Fossil Record) и терии (Theria), включающие сумчатых и плацентарных, причем ранние представители всех современных отрядов плацентарных появились именно в меловой период (O. Bininda-Emonds, 2007. The delayed rise of present-day mammals). Всем им удалось пережить мел-палеогеновую границу, хоть и понеся серьезные потери, а после того, как ниши крупных наземных позвоночных были освобождены, млекопитающие начали стремительно увеличиваться в размерах, так что уже через миллион лет после удара Чикшулубского астероида по Земле бродили довольно крупные звери размером с волка (T. Lyson et al., 2019. Exceptional continental record of biotic recovery after the Cretaceous–Paleogene mass extinction).
По этой картинке можно примерно оценить экологическое разнообразие мезозойских млекопитающих, среди которых встречались не только невзрачные существа, похожие на землероек, но и довольно крупные виды. Рисунок из статьи Z. Luo, 2007. Transformation and diversification in early mammal evolution
Поскольку большая часть окаменелостей териевых млекопитающих мезозоя была обнаружена в Северном полушарии, устоялось мнение, что терии возникли и диверсифицировались почти исключительно на лавразийских участках суши, тогда как в Гондване терии были редки или отсутствовали вовсе, а их место занимали другие млекопитающие, например гондванатерии и меридиолестиды. Однако имеющиеся молекулярные данные и редкие палеонтологические находки говорят, что как минимум некоторые линии териевых млекопитающих, такие как афротерии и неполнозубые, зародились в Южном полушарии и достигли существенного разнообразия в позднем мезозое (M. Springer et al., 2011. The historical biogeography of Mammalia; R. Beck, C. Baillie, 2018. Improvements in the fossil record may largely resolve current conflicts between morphological and molecular estimates of mammal phylogeny; A. Averianov et al., 2003. Placental nature of the alleged marsupial from the Cretaceous of Madagascar; R. Rana, G. Wilson, 2003. New Late Cretaceous mammals from the Intertrappean beds of Rangapur, India and paleobiogeographic framework).
И вот группа ученых из Аргентины и Японии описала новый вид позднемезозойских млекопитающих, живший на юге Патагонии около 70 миллионов лет назад (нижний маастрихт). Животное получило название Patagomaia chainko, то есть «патагонская мать с большими костями». Название неслучайно: хотя голотип MPM-PV-23365 представлен лишь фрагментами таза и костей передней и задней конечности, исследователи оценили наиболее вероятную массу патагомайи в 14 килограммов (разброс 2,6–26 кг), что сопоставимо с первоначальными оценками размеров предыдущего мезозойского рекордсмена, Repenomamus giganticus, и заметно превосходит поздние оценки в 2,5–6,5 кг (Y. Hu et al., 2005. Large Mesozoic mammals fed on young dinosaurs; M. Chen et al., 2019. Assembly of modern mammal community structure driven by Late Cretaceous dental evolution, rise of flowering plants, and dinosaur demise). Масса патагомайи была рассчитана на основе размеров бедренной кости: такой способ нередок при оценке размеров вымерших млекопитающих и других позвоночных животных (N. Campione, D. Evans, 2012. A universal scaling relationship between body mass and proximal limb bone dimensions in quadrupedal terrestrial tetrapods; J. Anderson et al., 1985. Long-bone circumference and weight in mammals, birds and dinosaurs). С учетом строения костей, ученые пришли к выводу, что на момент гибели животное было зрелым, так что оценка его массы приближена к максимально возможной.
Как исследователи поняли, что имеют дело именно с аномально крупным млекопитающим, а не, к примеру, мелким динозавром? На деле различить млекопитающих и динозавров можно по множеству признаков, от строения черепа (у многих динозавров он заметно «дырявее», чем у млекопитающих) до внешнего вида позвонков (у динозавров чаще всего был мускулистый хвост, так что длинные отростки позвонков располагались как сверху, так и снизу тела позвонка). Однако в случае патагомайи — в силу неполноты скелета — приходилось полагаться на другие особенности строения. Самая очевидная из них — вертлужная впадина, куда входит головка бедренной кости, формируя тазобедренный сустав. У большинства динозавров эта впадина на деле не впадина, а сквозная дыра, тогда как у патагомайи на рис. 1, a можно увидеть округлую лунку, обозначенную как acetabulum (ar), — и уже это позволяет отнести ее к представителям нашего класса.
Упрощенная кладограмма, показывающая положение патагомайи на эволюционном древе млекопитающих, карта с обозначением места находки и гистологические срезы бедренной кости (слева) и большеберцовой (справа) костей. Белыми стрелками на срезе бедренной кости обозначена внешняя фундаментальная система (external fundamental system), свидетельствующая о соматической зрелости животного. Длина масштабного отрезка на фото срезов костей — 0,75 мм. Рисунок из обсуждаемой статьи в Scientific Reports
Чтобы определить филогенетическое положение патагомайи, ученые использовали три разные матрицы, опубликованные ранее (D. Krause et al., 2020. Skeleton of a Cretaceous mammal from Madagascar reflects long-term insularity; A. Martinelli et al., 2021. New cladotherian mammal from southern Chile and the evolution of mesungulatid meridiolestidans at the dusk of the Mesozoic era; C. Zhou et al., 2019. New Jurassic mammaliaform sheds light on early evolution of mammal-like hyoid bones). К сожалению, скудный палеонтологический материал не позволил включить в анализ многие важные признаки, касающиеся, например, строения черепа и зубов, однако результаты всех трех попыток однозначно определили патагомайю в подкласс териев на основании ряда ключевых особенностей, таких как форма вертлужной впадины, смещенный кзади малый вертел и ориентация головки бедренной кости. Однако исследователям не удалось связать свою находку ни с одной из раннепалеогеновых клад териевых млекопитающих Южной Америки, таких как нотоунгуляты или литоптерны: возможно, патагомайя была представителем боковой ветви развития териев, чьи представители исчезли с лица Земли вместе с динозаврами.
Любопытно, что 99% известных позднемеловых млекопитающих Северного полушария весили не больше килограмма (D. Grossnickle et al., 2019. Untangling the Multiple Ecological Radiations of Early Mammals): североамериканского дидельфодона (Didelphodon) называли крупнейшим млекопитающим этого региона, хотя весил он чуть больше 5 килограммов (G. Wilson et al., 2016. A large carnivorous mammal from the Late Cretaceous and the North American origin of marsupials). В то же время в Гондване жили и более крупные млекопитающие: вес адалатерия (Adalatherium) сопоставим с весом дидельфодона, винтана (Vintana) была еще тяжелее, до 8,6 кг, а патагомайя превосходила их обоих вместе взятых. Таким образом, в Южном полушарии появление крупных млекопитающих началось задолго до вымирания динозавров в конце мелового периода, что предполагает экосистемы, в которых млекопитающие играли более разнообразные роли по сравнению с Северным полушарием. Не исключено, что в итоге эти более крупные южные млекопитающие сильнее пострадали в ходе мел-палеогенового вымирания, которое, как известно, погубило большую часть крупных животных. Если это так, то неудивительно, что в кайнозойских отложениях пока не нашли близких родственников патагомайи.
Источник: N. R. Chimento, F. L. Agnolín, J. García-Marsà, M. Manabe, T. Tsuihiji, F. E. Novas. A large therian mammal from the Late Cretaceous of South America // Scientific Reports. 2023. DOI: 10.1038/s41598-024-53156-3.
Анна Новиковская, Элементы.