Палеонтологи из Южной Африки и Франции впервые сообщили об обнаружении невылупившегося эмбриона древнего синапсида — группы животных, являвшейся эволюционным предшественником млекопитающих. Находка, сделанная в отложениях раннего триасового периода, положила конец 180-летним поискам яйцекладущих предков человека. Проведенное исследование подтверждает, что эти древние животные несли мягкие, безраковистые яйца, которые не окаменевают. Полученные данные способствуют пониманию того, как в процессе эволюции у млекопитающих возникло молоко.
Синапсиды представляют собой большую группу позвоночных, эволюционировавшую от предков, общих с рептилиями, около 320 миллионов лет назад и ставшую основой для возникновения всех современных млекопитающих. Листрозавры являлись одними из наиболее успешных растительноядных синапсид: они смогли пережить пермское массовое вымирание и доминировали на Земле в начале триасового периода (около 250 миллионов лет назад). Это было травоядное животное, по размеру сопоставимое с собакой, которое извлекало растения из почвы с помощью двух клыков, расположенных на верхней челюсти.
Биологи уже давно высказывали предположение, что первые синапсиды размножались, откладывая яйца, как это делают современные утконосы и ехидны. Эта идея лежит в основе современной гипотезы о происхождении лактации: предполагается, что молоко первоначально возникло как кожный секрет самок для увлажнения яиц, покрытых кожей, и их защиты от инфекций. Тем не менее, несмотря на почти двухвековые раскопки, ученым не удалось обнаружить ни одного достоверного окаменелого яйца синапсид палеозойской или раннемезозойской эпохи. Это побуждало некоторых исследователей ставить под сомнение теорию яйцерождения и предполагать, что предки млекопитающих могли быть живородящими с самого начала.
Авторы исследования, опубликованного в журнале PLOS One, исследователи изучили три самых миниатюрных скелета листрозавров, известные науке (их длина составляла от 3,4 до 4,4 сантиметра), обнаруженные в бассейне Кару, расположенном в Южной Африке. Из-за хрупкости окаменелостей их невозможно было извлечь из горной породы с помощью механических методов. Для исследования ученые использовали рентгеновскую микрокомпьютерную томографию и синхротронное излучение в Европейском центре синхротронного излучения (ESRF) во Франции. После этого были созданы трехмерные модели скелетов и проведен анализ стадии их роста.
Оказалось, что один из образцов представляет собой не детёныша, а эмбрион. Его скелет плотно скрутился в овальную массу, напоминающую форму яйца, хотя, как и ожидалось, остатки скорлупы не сохранились.
Анатомическое исследование показало, что у эмбриона отсутствуют зачатки клыков, а также половинки нижней челюсти не срастаются. Этот факт имеет большое значение, поскольку подобное соединение (подвижное сочленение) наблюдается только у эмбрионов современных птиц и черепах на поздних этапах развития, непосредственно перед вылуплением. У детенышей яйцекладущих млекопитающих челюсти также не срастаются при рождении, однако это не является для них препятствием, поскольку они питаются молоком. Листрозавры не производили молоко. Вылупиться с непрочной, разъединяющейся челюстью для листрозавра означало бы неизбежную гибель от голода, так как он не смог бы перерабатывать грубую растительную пищу. Таким образом, животное погибало непосредственно внутри яйца, не успев полностью сформироваться.
Определив объем «скрытого» яйца, составлявшего около 115 кубических сантиметров и весившего 115 граммов, исследователи установили, что его размеры были значительными по сравнению с размером тела динозавра. Крупные размеры яйца, по мнению ученых, стали одним из факторов, обеспечивших выживание листрозавров в непростых условиях раннего триасового периода. Из него вылуплялся крупный, самодостаточный детеныш, способный самостоятельно добывать пищу в суровых условиях раннего триаса, не нуждаясь в помощи матери.
Изучение позволяет разрешить загадку «отсутствующих яиц», с которой сталкиваются палеонтологи. Действительно, предки млекопитающих несли яйца, однако их скорлупа была мягкой и безроговой, что объясняет отсутствие окаменелостей. Обнаружение этого эмбриона предоставляет эволюционным биологам конкретное подтверждение, которое указывает на обоснованность гипотезы о возникновении лактации как способа защиты яиц.