Пока человек является наиболее доминирующим видом животных на Земле, на самом деле миром правят грызуны, а мы просто живём в нём. Примерно половина всех видов млекопитающих на планете — грызуны, такие как крысы, мыши, белки и хомяки. Они обитают на всех континентах, кроме Антарктиды. Их высокая скорость размножения, гибкость тела, разнообразный рацион и многое другое сделали их идеальными выживальщиками. Возможно, часть их успеха связана с такой, казалось бы, безобидной частью тела, как когтистые кончики пальцев.
Вместо острых когтей у некоторых видов грызунов, включая белок, на больших пальцах есть гладкие плоские ногти. Ногти дополняют изогнутые когти на других пальцах и помогают белкам удерживать пищу передними лапами.
Исследование в журнале Science
Анализ семейного древа грызунов показывает, что эти ногти могли способствовать эволюционному успеху грызунов, поскольку облегчают приём пищи. Эти выводы подробно описаны в исследовании, опубликованном 4 сентября в журнале Science.
«Знаете ли вы, что у грызунов есть когтистые кончики пальцев?» — вопрос, с которого начинается исследование.
Команда учёных из Северо-Западного университета под руководством нейробиолога Гордона Шепарда изучала коллекции млекопитающих в Чикагском полевом музее. Грызуны составляют примерно 40% всех известных видов млекопитающих, поэтому учёным пришлось тщательно изучить множество образцов, чтобы разгадать тайну ногтей на пальцах грызунов.
«Когда я рассказываю людям об этом исследовании, я всегда начинаю с вопроса: „Знаете ли вы, что у грызунов есть когтистые кончики пальцев?“ Большинство людей не знают. Я не знал», — сказала соавтор исследования и эволюционный биолог Рафаэла Миссагия. «Я изучал грызунов много лет и ничего не знал об их ногтях, пока не начал работать над этим проектом в Полевом музее».
Процесс исследования
Шепард и его коллеги исследовали сохранённые шкуры грызунов. «Существует более 530 различных родов грызунов, насчитывающих более 2 500 видов. Мы изучили 433 из этих родов из всех частей родового древа грызунов», — добавил куратор млекопитающих в Полевом музее и соавтор исследования Андерсон Фейжо.
Из сотен исследованных животных у 86% были обнаружены виды с ногтями на пальцах. Затем они сверили эти данные с фотографиями, журнальными статьями и другими сведениями о пищевых привычках грызунов разных видов.
«Используя эту информацию, мы реконструировали родовое древо грызунов с точки зрения тех, кто держит пищу руками, и тех, кто использует только рот», — сказал Шепард.
Результаты исследования
Исследователи обнаружили, что такие грызуны, как морские свинки, у которых нет больших пальцев (и, следовательно, ногтей), обычно не держат пищу руками.
Анализ также показал, что современные грызуны произошли от общего предка тысячи лет назад, у которого были ногти на пальцах. Эта черта, вероятно, развилась около 60 миллионов лет назад, что довольно далеко в родословной грызунов. Этот ранний предок и его ногти могли стать ключом к объяснению того, как грызуны в конечном итоге захватили мир.
«Мы также нашли подтверждающие доказательства в летописи окаменелостей», — говорит Миссагия в интервью Popular Science. «У некоторых из самых ранних известных грызунов, живших около 50 миллионов лет назад, были короткие и широкие кости пальцев — форма, более характерная для ногтей, а не для когтей, поскольку ногти, как правило, шире, а когти обычно узкие и изогнутые».
Команда предполагает, что в конечном итоге тонкие плоские ногти на пальцах грызунов обеспечивают большую ловкость рук, чем длинные острые когти. По сути, ногти на пальцах облегчают грызунам манипулирование орехами и их поедание.
«Орехи — это источник энергии с высокой питательной ценностью, но для того, чтобы их открыть и съесть, требуется хорошая ловкость рук, которой нет у многих других животных — возможно, ногти на пальцах грызунов позволили им использовать этот уникальный ресурс и затем широко диверсифицироваться, потому что они не конкурировали с другими животными за эту пищу», — сказал Фейжо.
Помимо грызунов, единственные животные, у которых развились ногти на больших пальцах вместо когтей, — это приматы. Грызуны с ногтями также чаще обитали на деревьях, как и многие нечеловеческие приматы. Однако, по словам Миссагии, некоторые из древнейших грызунов, вымерших тысячи лет назад, скорее всего, имели когти, а не ногти.
Это исследование помогает объяснить, как грызуны эволюционировали в тысячи видов, которые мы видим сегодня. Оно также подчёркивает важность сохранения музейных коллекций, поскольку в этих старых шкафах часто скрываются неисследованные экологические сокровища.
«Музейные коллекции — это бесконечный источник открытий», — заключил Фейжо. «Для всех грызунов, использованных в этом исследовании, я уверен, что ни один из коллекционеров не предполагал, что кто-то когда-нибудь будет изучать ногти на пальцах этих грызунов».