К такому выводу ученые пришли, проанализировав форму и химический состав их меланосом
Палеонтологи реконструировали окраску шести маммалиаформов, которые жили на территории Китая в юрском периоде и начале мелового, 165–120 миллионов лет назад. Для этого они проанализировали форму и химический состав меланосом, сохранившихся в отпечатках шерсти. Оказалось, что все шесть видов обладали однотонной темно-коричневой расцветкой без каких-либо пятен или полос. Судя по всему, похожим образом были окрашены большинство мелких маммалиаформов мезозойской эры. Авторы связывают эту особенность с ночным образом жизни животных. Результаты исследования опубликованы в статье для журнала Science.
Долгое время палеонтологи были уверены, что реконструировать окраску давно вымерших животных практически невозможно. Исключением считались лишь виды, остатки которых сохранились в многолетней мерзлоте или в янтаре. Однако в последние десятилетия выяснилось, что меланосомы — органеллы, содержащие меланины и другие пигменты — из покровов древних животных способны сохраняться в ископаемой летописи. Анализ формы и химического состава этих структур позволил специалистам частично восстановить окраску некоторых видов птерозавров, нептичьих динозавров и древних птиц.
Команда палеонтологов под руководством Мэттью Шоукея (Matthew D. Shawkey) из Гентского университета решила использовать аналогичный подход, чтобы реконструировать окраску вымерших млекопитающих и их родственников. Воспользовавшись сканирующей электронной микроскопией, исследователи проанализировали морфологию 2615 меланосом из шерсти 116 современных видов млекопитающих. Выбранные виды охватывают большинства эволюционных ветвей этого класса. На основе полученных результатов авторы создали модель, связывающую форму меланосом в шерсти млекопитающих с ее расцветкой. В частности, оказалось, что в шерсти красного или оранжевого цвета меланосомы сферические, а в коричневой или черной — продолговатые. Плотность этих структур также влияет на окраску. В красной или рыжей шерсти она выше, а в желтой — ниже.
На следующем этапе Шоукей и его коллеги применили эту модель к шести ископаемым экземплярам маммалиаформов из позднеюрских и раннемеловых отложений Северо-Восточного Китая. Они принадлежали к биотам Яньляо (ее возраст составляет 165–150 миллионов лет) и Джехол (Жэхэ) (133–120 миллионов лет). В выборку попали три представителя группы Haramiyida: Arboroharamiya fuscus (краткое описание этого вида опубликовано в обсуждаемой работе), Megaconus mammaliaformis и Vilevolodon diplomylos; два докодонта (Docodonta) SDUST-V0006 и SDUST-V0007; а также плацентарное млекопитающее из группы Eutheria — SDUST-V0008. Эти маммалиаформы не только принадлежали к разным систематическим группам, но и занимали различные экологические ниши: SDUST-V0008, A. fuscus и V. diplomylos обитали на деревьях, причем два последних умели планировать подобно современным летягам; M. mammaliaformis и SDUST-V0006 вели наземный образ жизни; а SDUST-V0007 был роющим.
У всех шести образцов маммалиаформов сохранились отпечатки шерсти, в которых исследователи обнаружили меланосомы овальной формы и примерно одинакового размера. Для сравнения, у современных млекопитающих форма и размеры этих структур намного более разнообразны. Помимо изучения морфологии, авторы провели рентгенофлуоресцентный анализ ископаемых меланосом для определения их химического состава. Им не удалось выявить в них следов цинка, который входит в состав феомеланинов; таким образом, шерсть маммалиаформов из выборки не была желтой, оранжевой или красной. Зато в их меланосомах была обнаружена высокая концентрация меди, что указывает на присутствие эумеланинов, ответственных за коричневые и черные тона.
Объединив сведения о форме, размерах и химическом составе меланосом шести маммалиаформов, Шоукей и его коллеги пришли к выводу, что все они обладали однотонным темно-коричневым мехом, с незначительными отличиями в оттенке. Никаких указаний на существования пятен, полос или других узоров — а также полового диморфизма — обнаружено не было. Поскольку включенные в выборку экземпляры охватывают несколько систематических групп и экологических ниш, можно считать, что для большинства мезозойских млекопитающих и их родственников была характерна примерно одинаковая темная окраска без какого-либо рисунка. Для сравнения, у птерозавров, нептичьих динозавров и птиц форма меланосом и, соответственно, расцветка покровов, отличались значительным разнообразием.
По словам авторов, мелкие мезозойские маммалиаформы были в основном ночными. При такой активности им не нужна была яркая расцветка для общения с сородичами. Кроме того, темная шерсть могла делать их менее заметными для хищников, в первую очередь нептичьих динозавров, и лучше удерживать тепло. Среди современных млекопитающих наблюдается похожая закономерность: ночные виды чаще окрашены в однотонные темные цвета, а дневные или сумеречные обладают более яркой расцветкой с заметным рисунком (хотя это правило и не универсально, в частности, известны очень яркие виды летучих мышей). Судя по всему, яркая расцветка широко распространилась среди млекопитающих лишь после мел-палеогенового вымирания, когда они заняли доминирующее положение в экосистемах.
Ранее палеонтологи установили, что современные мелкие млекопитающие растут быстрее и живут меньше, чем их предки в эпоху динозавров. К такому выводу ученые пришли, изучив остатки молодого и взрослого маммалиаформов Krusatodon kirtlingtonensis возрастом около 166 миллионов лет, обнаруженные на шотландском острове Скай. Оказалось, что эти существа размером с крысу выкармливали детенышей молоком на протяжении нескольких месяцев или лет и жили по меньшей мере до семи лет. Переход к более коротким жизненным циклам произошел у предков млекопитающих не ранее средней юры.