Хотя добрых 200 миллионов лет назад на суперконтиненте Пангея почти не было географических барьеров, рептилии и предки млекопитающих жили в разных местах. Но почему? Американские исследователи выяснили это, проанализировав первобытные климатические данные и находки окаменелостей: млекопитающие теряют больше воды с фекалиями и мочой и поэтому менее устойчивы к засухе, чем рептилии. Поэтому они были сосредоточены в районах, где было два сезона дождей в году, объясняют ученые в Proceedings of the National Academy of Sciences.
В позднем триасе, между 234 и 209 миллионами лет назад, почти все массивы суши Земли были объединены в единый суперконтинент, Пангею. Теоретически он предлагал своим обитателям свободный путь для миграции и экспансии, потому что почти не было преград, таких как проливы, горы или ледяные шапки. Благодаря примерно в 5-20 раз более высокой концентрации парниковых газов в атмосфере почти повсеместно климат был от теплого до жаркого. Тем не менее, животные были распределены на гигантском континенте отнюдь не равномерно, как это сейчас выяснили американские исследователи.
Ученые под руководством Джессики Уайтсайд, геолога из Университета Брауна в США, изучили и сравнили окаменелости группы рептилий, широко распространенных в триасовом периоде, с окаменелостями цинодонтов, предшественников более поздних млекопитающих. Исследователи сосредоточились на местах, которые находились в триасовом периоде на линии, которая простиралась примерно от трех градусов южной широты до 26 градусов северной широты в центре Пангеи. Этот фаунистический срез ученые дополнили климатическими данными, полученными из озерных отложений и старых рифтовых зон.
Пространственное разделение предков рептилий и млекопитающих
Оценка показала, что две группы животных, несмотря на внешне одинаковые условия, находились в четко обособленных ареалах распространения: рептилии жили в основном севернее, а предки млекопитающих обитали в районах, близких к экватору.. Но что было причиной этого чистого разделения? Между ними не было географических препятствий, но были климатические, как показала оценка климатических данных.
Соответственно, в Пангее также были четкие региональные различия, особенно в отношении осадков: В тропической зоне, ареале распространения первичных млекопитающих, два раза в год были муссоноподобные дожди.. Напротив, в средних широтах, на территории рептилий, был только один сезон дождей в году. Исследователи связывают эту климатическую зональность с так называемыми циклами Миланковича, колебаниями падения солнечного света на поверхность Земли, которые вызваны периодическими изменениями наклона земной оси или орбиты Земли..
«Технология утилизации» как решающий фактор
Климатические различия препятствовали смешению ареалов, рептилиям, по-видимому, требовалось значительно меньше влаги, чем предкам млекопитающих. Но почему? По мнению исследователей, причиной этого является принципиальное физиологическое различие между двумя группами животных: млекопитающие выделяют избыток азота, образующийся в процессе метаболизма, в виде мочевины с мочой, но при этом они всегда теряют воду. Рептилии, напротив, превращают соединения азота, оставшиеся от распада белков, в труднорастворимую в воде мочевую кислоту. Это может быть твердый или полутвердый кал, содержащий мало воды.
«Интересно, что такая простая вещь, как «утилизация отходов», может ограничить распространение целой группы животных», - говорит Уайтсайд. В засушливых районах рептилии имели конкурентное преимущество перед своими млекопитающими предками, поэтому они доминировали там.
Достаточно одного климата
«Мы ответили на вопрос, который восходит к временам Дарвина: что определяет, где живут организмы?», - объясняет Уайтсайд. «Даже в период низких градиентов от полюса к полюсу, небольшого количества льда и отсутствия географических барьеров изменчивость Миланковича и климата в целом кажется достаточной, чтобы вызвать сильные региональные различия в фауне».
Это открытие также дает важные подсказки для будущего во времена изменения климата: если глобальное потепление изменит характер осадков, это может иметь разные последствия для разных групп животных.«Есть свидетельства того, что изменение климата за последние 100 лет уже изменило распределение видов млекопитающих», - сообщает Даниэль Гроган. «Наше исследование может помочь предсказать будущее негативное воздействие климата на млекопитающих».