header

» » » » » Эволюция развития древних млекопитающих

Эволюция развития древних млекопитающих

Эволюция развития древних млекопитающих

 

 

Первые месяцы жизни люди могут выживать, только питаясь грудным молоком. Сейчас наш вид уже смог придумать альтернативные способы вскармливания потомства, но эволюция при развитии человечества выбрала грудное молоко, как лучший способ выживания.

 

Кормление младенцев молоком, настолько универсальный способ обеспечить их необходимым питанием, что трудно себе представить, какой была бы жизнь, если бы первые млекопитающие не пошли по этому пути. Но в природе есть целые группы животных, например, птицы, способных растить потомство без молока и при этом достигать успеха.

 

Появление «млекопитающих» в научном мире


Когда ученые начали отслеживать эволюцию развития способа вскармливания потомства млекопитающими, выяснилось, что он гораздо старше, чем считалось ранее. Первые млекопитающие появились гораздо раньше, чем животные, которые ходят по земле. Хотя изначально молоко, скорее всего, отличалось от современного.

 

Грудное вскармливание и соответствующий орган млекопитающих приобрели звездный статус, когда в 18 веке шведский биолог Карл Линней создал систему классификации видов животных на основе их индивидуальных черт. Некоторые группы из его системы были выделены неправильно, но он понял, что можно выделить всех млекопитающих, включая человека в отдельный класс. Самки всех видов из этой группы вскармливают детенышей молоком, выработанным молочными железами. Линей дал название классу «Млекопитающие», что означает «из груди» и это название закрепилось, все эти животные действительно производят молоко.

 

Некоторые животные, как хохлача из семейства тюленьих, производят молоко для своего потомства, которое питательнее самого жирного мороженного. Многие животные океана: киты и дельфины кормят грудью своих детей, то же делают летучие мыши, собаки, кошки, носороги и люди. Это правило распространяется даже на самых древних млекопитающих, которые высиживают яйца, а не рожают живых детенышей, как утконос и колючий муравьед.

 

Сумчатые: кенгуру и опоссумы рожают малышей, почти не приспособленных для жизни, новорожденные перебираются в специальные мешочки, где они питаются молоком и развиваются в полноценный организм. Ясно, что грудное вскармливание является универсальной чертой млекопитающих животных, но не понятно, когда появилась эта способность. В отличие от костей грудные молочные железы не превращаются в окаменелости.

 

Древние млекопитающие – история эволюции развития, рассказанная генами


По словам Питера Хратмана из Университета Западной Австралии, практически невозможно получить данные об органах древних млекопитающих, ответственных за выработку молока. Он считает, что молочные железы были полностью развиты, до того, как первые млекопитающие выбрались из воды, но археологи не нашли никаких следов развития органов для выработки молока. Ученым пришлось искать ответы в другом месте. Сначала они изучали гены млекопитающих, а затем сравнивали их с ДНК животных, непроизводящих молоко. На основании этих данных Олав Оптедал из Центра экологических исследований из Смитсоновского университета в Мэриленде подтвердил, что молочные железы появились еще до того, как животные выбрались на сушу, где превратились в амниот: позвоночных с четырьмя конечностями, которые затем разделилась на рептилий птиц и млекопитающих.

 

Некоторые амниоты, откладывали яйца так же, как и их предки, но скорлупа была лучше адаптирована для жизни на земле и имела волокнистую пористую структуру со специальными мембранами, которые позволяли зародышу получать кислород из окружающего воздуха, и удаляли из полости углекислый газ. Но пористые яйца сильно зависели от погодных условий, в жару они могли высохнуть, и амниотам пришлось искать способы, чтобы защитить им.

 

Предки рептилий и птиц в процессе революции получили яйца с кальцинированной и водонепроницаемой скорлупой, которая удерживала влагу внутри. Зародыши могли питаться содержимым яйца. Но предшественники первых млекопитающих решили не упрочнять скорлупу, а использовать пористую структуру для передачи дополнительной воды и питательных веществ зародышам.

 

По словам Офтедала, древние прародители млекопитающих, как и амниоты, могли выделять воду из пористых желез в коже, чтобы хранить яйца во влажной безопасной среде. Кроме воды секрет мог содержать разные питательные вещества. Как только появились эти выделения, малыши могли питаться ими даже после того, как вылупились из яиц.

 

Альтернативные пути эволюции развития вскармливания детенышей


Некоторые лягушки Кокои откладывают яйца на суше, затем они передают им влагу, во время прямого контакта с влажной кожи или с выделениями.

 

Другие земноводные, кольчатые червяги, имеют уплотнения на коже женских особей, где отложены питательные богатые жирами вещества. После рождения детеныши соскребают эту питательную кожу специальными зубами.

 

Все эти животные активно передают питательные вещества потомству через кожу, эти водянистые выделения в итоге могли превратиться в молоко, которое млекопитающие животные вырабатывают сегодня. Со временем детеныши все меньше нуждались в питательных веществах внутри скорлупы, так как получали все нужное для развития и даже защитные антимикробные компоненты из желез матери. Эти изменения можно проследить в генах млекопитающих и их предков. То, что простые железы, предназначенные для вскармливания потомства существовали еще у амниот, подтверждает разница в строении молочных желез современных млекопитающих.

 

Первоначально выделения использовались только для смачивания яиц, но по мере эволюции они превратились в главный источник питания и защиты малышей. По словам Офтедала, это произошло до появления первых истинных млекопитающих.

 

Ученые установили, что многие гены, связанные с лактацией имеют очень древнее происхождения. Так, например, белки казеины, вырабатываются тремя видами высокоорганизованных кластеров генов, кодирующих три основных типа казеина. Эти кластеры повторяются у всех млекопитающих. Казеины имеют большое значение для грудного вскармливания так, как помогают транспортировке кальция и фосфора, необходимых для формирования скелета и тканей.

 

Из того, что все млекопитающее и однопроходные, и сумчатые, и плацентарные имеют три кластера генов, ответственных за выработку казеинов, ученые считают, молоко появилось задолго до их разделения. Очень медленно секрет с белками казеинов дополнялся другими питательными веществами, пока не появилось молоко с полным набором элементов необходимых для детей.

 

Когда древние млекопитающие перестали зависеть от питательных веществ в желтке?


Практически у всех животных есть гены вителлогенина, но у сумчатых и плацентарных млекопитающих эти  кластеры отключены. Это случилось около 170 миллионов лет назад. Вителлогенин является важным белком яичного желтка. Это доказывает, что грудное вскармливание появилось задолго до первых истинных млекопитающих.

 

Все современные птицы и пресмыкающиеся задействуют эти гены, предки всех современных млекопитающих тоже их имели, но сейчас только один из генов работает и только у яйцекладущих: утконосов и ехидн. 


Древние млекопитающее не могли бы отказаться от этих генов, если бы они не нашли альтернативный источник питательных средств, например, казеин, утверждает Офтедал. Но если способность к выработке молока появилась так давно, то почему мы видим сейчас только у млекопитающих?


появления основного состава молока древние млекопитающие эволюционировали в отдельные виды, после чего состав смеси для вскармливания потомства и органы начали изменяться. Это продолжается до сих пор. Скорее всего, все древние прародители млекопитающих вымерли, оставив современные виды, как единственные способные к производству молока.

 

Непредсказуемые пути эволюции


Казалось бы, странно, что молочные железы являются уникальным для млекопитающих явлением, но если присмотреться производство питательного продукта для малышей есть и у некоторых других видов. Так у тараканов выделяется богатая белком жидкость, которой питаются зародыши. У некоторых птиц, в том числе голубей, фламинго и императорских пингвинов вырабатывать питательный секрет могут даже мужские особи. Но эти вещества отличаются от молока составом и методом производства.

 

Настоящие молочные железы являются уникальной чертой млекопитающих животных, даже, несмотря на то, что они устроены по-разному.

Люди зациклены на сосках, а у яйцекладущих утконосов молоко выделятся через сеть плоских, покрытых мехом каналов. После того, как малыши вылупляются, они слизывают молоко с меха.

 

У сумчатых и плацентарных млекопитающих появились соски, возможно, это стало способом избежать инфекции. Когда яйцекладущие выпускают молоко на кожу, бактерии могут легко прицепиться к ним, соски обеспечивают прямую передачу из организма матери в рот младенца. Но даже в этом случае процесс лактации через грудь с сосками сильно отличается.

 

У плацентарных млекопитающих зародыши получают все необходимое для развития через плаценту, соединяющего его с матерью. Это позволяет им находиться утробе дольше, чем сумчатым, выживание которых полностью зависит от того, смогут ли они прикрепиться к соскам матери до того, как станут достаточно большими, чтобы есть самостоятельно.

 

Грудное вскармливание, ставшее для людей таким интимным и эмоциональным переживанием – это не чисто человеческая черта. Благодаря открытиям генетики люди больше могут узнать об истоках своего развития.

 

Офтедал считает, что молоко появилось, так как животные столкнулись с рядом проблем в заботе о своих малышах. Сначала им нужно было защитить зародышей от засыхания из-за потери влаги, потом предложить дополнительную пищу и, наконец, возможность накормить младенца без дополнительного риска заражения.

 

Грудное вскармливание начало развиваться миллионы лет назад, и сегодня человеческая мать, является последним звеном в непрерывной цепи эволюции млекопитающих, еще с тех времен, когда наши предки окончательно выбрались на сушу. А самое странное, что все эти сложные процессы привели к возникновению любви. 

Автор: Katerina3007   9-08-2015

Рубрика: Животные, Слайдер для новостей

Рейтинг:

Просмотров: 1679

Комментариев: 0

Статьи по теме

Комментарии

Зарегистрируйтесь, чтобы оставлять комментарии