Ранее единственными живородящими синапсидами считались млекопитающие из подкласса зверей
Палеонтологи изучили структуру костей немаммального цинодонта Chiniquodon theotonicus, который жил на территории Аргентины в позднем триасе, около 236 миллионов лет назад. Ученые пришли к выводу, что у представителей этого вида масса детенышей составляла около 14 процентов от массы взрослой особи. Похожие показатели характерны для многих ныне живущих плацентарных млекопитающих. По мнению авторов, это указывает на, что C. theotonicus были живородящими. Ранее считалось, что цинодонты — как и все современные и вымершие синапсиды кроме млекопитающих из подкласса зверей — откладывали яйца. Как отмечается в статье в журнале Frontiers in Mammal Science, результаты исследования заставляют предположить, что живорождение независимо возникало среди синапсид по крайней мере дважды. Согласно альтернативной точке зрения, этот признак появился у общего предка C. theotonicus и млекопитающих.
Подавляющее большинство современных млекопитающих (Mammalia) — кроме представителей отряда однопроходных (Monotremata): утконосов, ехидн и проехидн — рожают живых детенышей. Однако их вымерших предшественников, немаммальных цинодонтов и других немаммальных синапсид, принято считать яйцекладущими. В соответствии с этим предположением, переход от откладывания яиц к живорождению произошел среди синапсид всего один раз: на ранних этапах эволюции зверей (Theria), подкласса млекопитающих, в который входят сумчатые (Marsupialia) и плацентарные (Placentalia) (а также многие родственные им вымершие группы), но не входят однопроходные.
Впрочем, однозначных указаний на то, какой способ размножения практиковали немаммальные синапсиды, очень мало. В ископаемой летописи не найдено ни одного принадлежавшего этим существам яйца — вероятно, из-за того, что их скорлупа была мягкой и кожистой. А по описанному восемь лет назад скелету беременной самки раннеюрского цинодонта Kayentatherium wellesi невозможно сказать, была ли она яйцекладущей или живородящей. Единственное прямое свидетельство, что предшественники млекопитающих откладывали яйца, было обнаружено только в этом году. Речь об эмбрионе дицинодонта листрозавра (Lystrosaurus) из раннетриасовых отложений Южной Африки. Судя по его позе, он развивался внутри яйца, скорлупа которого не сохранилась.
Команда палеонтологов под руководством Леандро Карлоса Гаэтано (Leandro Carlos Gaetano) из Университета Буэнос-Айреса высказала гипотезу, что живорождение возникло у синапсид больше одного раза. К этой идее исследователей привело изучение скелета немаммального цинодонта Chiniquodon theotonicus под порядковым номером CRILAR-PV109. Он обнаружен на геологической формации Чаньярес на северо-западе Аргентины. Возраст находки оценивается примерно в 236 миллионов лет, что соответствует началу позднего триаса. По словам авторов, в общей сложности на формации Чаньярес было обнаружено более 50 особей C. theotonicus с длиной черепа от 50 до 160 миллиметров. У CRILAR-PV109 череп достигал 160 миллиметров в длину — таким образом, этот скелет принадлежал взрослому животному, скорее всего, достигшему максимальных размеров.
Карлос Гаэтано с коллегами проанализировал срезы бедренной и локтевой костей CRILAR-PV109. В непосредственной близости от костномозговой полости обеих костей ученые обнаружили кольцевую линию, указывающую на резкое ускорение темпов роста на ранних этапах развития, то есть сразу после вылупления из яйца или рождения. Такие линии называют неонатальными. Основываясь на окружности бедренной кости CRILAR-PV109 в средней части диафиза, авторы подсчитали, что перед своей гибелью цинодонт весил 11,99 килограмма. Согласно аналогичным расчетам для окружности неонатальной линии, в момент появления на свет масса этой особи составляла 1,68 килограмма — 14,04 процента от достигнутой к концу жизни. Дополнительные расчеты показали, что длина черепа CRILAR-PV109 при рождении составляла 40–50 миллиметров. Эти размеры соответствуют двум самым мелким черепам C. theotonicus с формации Чаньярес. Вероятно, последние принадлежали только что появившимся на свет особям.
Карлос Гаэтано и его коллеги предположили, что стратегия размножения C. theotonicus напоминала таковую у плацентарных млекопитающих. Чтобы проверить, так ли это, они сопоставили массу тела CRILAR-PV109 в момент смерти и в момент появления на свет и сравнили ее с соотношением массы взрослых и только что вылупившихся или родившихся особей современных амниот: 1869 видов млекопитающих, 2619 видов рептилий и 782 видов птиц. Как уже упоминалось выше, масса CRILAR-PV109 в момент появления на свет составляла 14,04 процента от взрослой массы той же особи. Похожие значения — в диапазоне от 10 до 20 процентов — оказались характерны для многих плацентарных млекопитающих из нескольких филогенетических линий, например, мелких и среднего размера антилоп и оленей.
Для сравнения, у сумчатых и однопроходных только что родившиеся или вылупившиеся детеныши чрезвычайно малы: их масса составляет менее 0,15 процента от массы взрослой особи. Среди чешуйчатых рептилий и крокодилов весом более 10 килограммов (то есть сопоставимых с C. theotonicus по размеру) соотношение массы только что появившегося на свет детеныша к массе взрослой особи не превышает примерно 0,6 процента. У птиц весом более 10 килограммов этот показатель выше, чем у рептилий, но значительно ниже, чем у плацентарных млекопитающих. Когда исследователи применили аналогичный подход к трем другим вымершим немаммальным синапсидам, они не получили столь же однозначного результата, как в случае С. theotonicus. Ophiacodon retroversus из позднего карбона и ранней перми по соотношению массы только что появившихся на свет особей к массе взрослых оказался близок к некоторым плацентарным млекопитающим, рептилиям и птицам, а упоминавшиеся выше листрозавры и Kayentatherium wellesi — к птицам в первом случае и однопроходным млекопитающим, сумчатым и рептилиям во втором.
Результаты исследования свидетельствуют, что цинодонты C. theotonicus, подобно современным плацентарным млекопитающим, производили на свет крупных относительно собственного размера детенышей. Маловероятно, что последние вылуплялись из яиц. Таким образом, C. theotonicus,, скорее всего, были живородящими. Данный вывод противоречит укоренившимся представлениям, согласно которым млекопитающие из подкласса зверей единственными из синапсид смогли освоить живорождение. Вероятно, цинодонты C. theotonicus развили этот признак независимо от них, причем на 90–95 миллионов лет раньше. Таким образом, живорождение появлялось у синапсид как минимум дважды. Согласно альтернативной версии, этот признак возник один раз у позднетриасовых немаммальных цинодонтов. От них его унаследовали и С. theotonicus, и млекопитающие из подкласса зверей. Если данная трактовка верна, то однопроходные млекопитающие перешли от живорождения к откладыванию яиц вторично. По словам авторов, имеющихся данных недостаточно, чтобы отдать предпочтение первой или второй гипотезе.
Несколько лет назад китайские палеонтологи описали два вида раннемеловых маммалиаморфов, которые независимо друг от друга приспособились к роющему образу жизни. Один из них был примитивным млекопитающим, а второй — цинодонтом. Открытие в очередной раз подтвердило, что млекопитающие и их родственники достигли высокого уровня разнообразия еще до вымирания нептичьих динозавров.