Анатолий Молчанов - Население Земли как растущая иерархическая сеть

Первые динозавры появились около 240 миллионов лет назад, о чем свидетельствуют многочисленные документально подтвержденные данные. Появление этого вида положило начало развитию нервной системы. Бразильские палеонтологи сообщили, что обнаружили на юге страны останки динозавра, возможно, самые древние из известных науке. Находка должна дать новый ключ к пониманию эволюции древних рептилий.

У бразильского динозавра заостренный череп длиной около 30 см, и сам он невелик: немногим более двух метров в длину. Зубы у «малыша» острые, их форма свидетельствует о том, что он был плотоядным (то есть хищником). Найденные останки: два черепа и еще несколько фрагментов скелета относятся к триасовому периоду. В то время от 240 до 235 миллионов лет назад и появились первые динозавры, которые, как полагают ученые, произошли от более древних рептилий – текодонтов. Соответствующий член прогрессии – 214 млн лет.

Первые млекопитающие появились около 200 млн лет тому назад. Это были яйцекладущие животные, как современный утконос. Они вскармливали свое потомство молоком из модифицированных потовых желез. Класс млекопитающих отличается от остальных классов именно по этому признаку. Следующим значительным событием в эволюции млекопитающих было развитие плаценты. Плацента функционирует как узел биологической связи между матерью и плодом, что делает возможным обмен веществ и продолжительное внутриутробное развитие.

Появление плаценты позволило продлить внутриутробное развитие, что, в свою очередь, имело далеко идущие эволюционные последствия. Согласно одной из гипотез, именно плацентарность создала предпосылки для увеличения размеров мозга и быстрого «поумнения» млекопитающих, причем только плацентарных (сумчатые и однопроходные млекопитающие, не имеющие плаценты, так и остались «тугодумами»).

До сих пор неизвестно когда жил последний общий предок всех плацентарных млекопитающих. Существуют различные мнения на этот счет. В апреле 2002 года группе американских и китайских ученых удалось обнаружить останки плацентарного млекопитающего, жившего около 125 млн лет назад; животное получило название Eomaia scansoria. В 2011 году была описана найденная в отложениях юрского периода провинции Ляонин (на юго-востоке Китая) юрамайя. Её возраст оценивается приблизительно в 160 млн лет.

Недавно обнаружен ген Peg10, который мог сыграть важную роль в появлении плацентарных млекопитающих. Об этом свидетельствуют результаты исследований Рюичи Оно (Ryuichi Ono) и его коллег из Токийского медицинского университета.

«Ген Peg10 по своей структуре чрезвычайно сходен с мобильным генетическим элементом – ретротранспозоном Sushi-ichi, относящимся к семейству ретротранспозонов Ty3/gypsy LTR. Ретротранспозон – это нечто вроде упрощенного вируса, почти утратившего инфекционность (способность передаваться от одного хозяина к другому), но всё еще умеющего размножаться внутри клетки хозяина и встраивать свои копии в хозяйский геном.

По-видимому, предки млекопитающих подхватили где-то ретротранспозон, который со временем был «приручен», утратил подвижность, а затем один из его генов был рекрутирован для выполнения новой функции – регуляции развития плаценты.

Это не единственный случай подобного рода. От ретротранспозона ведет свою родословную фермент теломераза, от которой зависит восстановление кончиков хромомосом, укорачивающихся после каждой репликации.

Теломераза играет важную роль в процессах старения и в образовании раковых опухолей (первые связаны с низкой, вторые – со слишком высокой активностью теломеразы). Для восстановления кончиков хромосом теломераза использует РНК-матрицу и механизм обратной транскрипции – главное «ноу-хау» ретротранспозонов и их родни – ретровирусов.

У обычных (не «ретро») транспозонов древние позвоночные позаимствовали фермент транспозазу, который умеет вырезать и перемещать участки ДНК. Потомки этой транспозазы – белки RAG собирают из кусочков гены иммуноглобулинов, по-разному комбинируя фрагменты ДНК в зреющих лимфоцитах.

Так достигается огромное разнообразие этих защитных белков при небольшом количестве имеющихся в геноме фрагментов-заготовок. Великолепная иммунная система позвоночных была одной из главных предпосылок их эволюционного успеха. Всё это более чем странно.

Слишком уж часто, когда генетики докапываются до очередного гена, связанного с крупным прогрессивным преобразованием, они натыкаются на следы деятельности блуждающих вирусоподобных элементов транспозонов и ретротранспозонов. Случайно ли?» [23]

В 2011 году международная группа ученых, используя значительный массив молекулярных данных, пересмотрела эволюцию класса млекопитающих. В результате было получено филогенетическое дерево семейств млекопитающих, удовлетворяющее и аминокислотным, и нуклеотидным последовательностям, и палеонтологическим данным.

Анализ этого дерева показал, что активная эволюция класса млекопитающих происходила в середине и в конце мелового периода (100 и 80 млн лет назад), а не в эоцене (55–50 млн лет назад), как это предполагалось ранее. Всего было два основных пика появления новых семейств млекопитающих: примерно 100 и 80 млн лет назад, что согласуется с идеей о том, что скачок в развитии цветковых растений 125–80 млн лет назад способствовал эволюции наземных млекопитающих и птиц.

Появление плацентарности стало необходимым условием форсированного роста объема головного мозга приматов, гоминоидов и гоминид, что говорит о финальности эволюции млекопитающих. Соответствующий член прогрессии – 106 млн лет.

Одна из древнейших родословных линий млекопитающих – это предки современных приматов и человека. Метод молекулярных часов указывает на то, что они могли отделиться от ранних предковых форм примерно 85 миллионов лет назад. В соответствии с палеонтологическими данными, предки приматов появились в конце мелового периода около 65 млн лет назад; наиболее древние из известных приматов, представители рода Plesiadapis, жили в позднем палеоцене 55–58 млн лет назад.

Приматы должны были оставаться маленькими и незаметными, но около 65 миллионов лет назад астероид диаметром 4–12 километров столкнулся с Землей у полуострова Юкатан. В результате чудовищной катастрофы выжили лишь растения, некоторые рептилии и небольшие животные, включая приматов. Динозавры и прочие крупные пресмыкающиеся – навсегда исчезли с лица Земли.

Недавно ученые изучили миграции древних животных из рода «Teilhardina», напоминающих современных долгопятов. Как и долгопяты, тейлгардины настоящие приматы только давно вымершие. На основании анализа пропорции изотопов С 12и С 13было установлено время и порядок появления этих животных в разных частях света.