Гігантський лінивець на дні моря Для науки
За 4 мільйони років група гігантських лінивців поступово адаптувалася до напівводного життя. Надзвичайно задокументований приклад поступової еволюції.
6 метрів завдовжки, 4 тонни, кігті 30 сантиметрів, такими були характеристики Megatherium americanum, виду наземного гігантського лінивця, описаного Жоржем Кюв'є наприкінці 18 століття.
Крім жирафів та деяких мавп, всі ссавці вміють плавати. З іншого боку, мало хто насправді пристосований до водного життя. Більшість, зокрема, вміють веслувати лише чотирма кінцівками. Це стосується сучасних лінивців, деревних ссавців Південної Америки, чи мають вони два пальці (unaus) або три (кукурудза). Хоча хороші плавці, здатні перейти вхідний отвір за викликом самки, вони рідко спускаються зі своїх дерев, де харчуються листям, плодами та комахами. І все-таки скам'янілості, виявлені в Перу в 1995 році, нещодавно виявили, що давні гігантські кузени лінивців жили переважно на дні води, де вони паслися, як ламантини - "морські корови" - і бродили навколо ... гуляючи.
Ці твори схвилювали б Чарльза Дарвіна. Це справді була гігантська викопність лінивців, яка спрямувала його на шлях еволюційної біології. Восени 1832 р., Подорожуючи на борту Бігля, Дарвін виявив дивовижні родовища гігантських скам’янілостей у Пунта-Альта, недалеко від Буенос-Айреса. Він вважав, що впізнав, зокрема, у щелепі із зубом залишки Мегатерію, роду вимерлого гігантського лінивця з раннього пліоцену (близько 5,3 мільйона років тому), описаного кількома десятиліттями раніше французьким натуралістом Жоржем Кюв'є. І він привіз багато скам'янілих кісток. Після повернення Бігля до Британії британський анатом Річард Оуен визнав, що залишається не тільки Мегатеріум, але і різні гігантські лінивці споріднених видів.
Потім Дарвін почав розмірковувати про просторово-часовий розподіл течії та викопних лінивців. Сучасні лінивці - це дрібні деревні тварини; скам'янілості, залишки суші та гігантських тварин. Коли перші мешкали на тому ж континенті, що і останні, але не одночасно, було ймовірно, що сьогоднішні лінивці були пов’язані з викопними тваринами. Однак вони були зовсім іншими, що означало, що з часом відбулися спадкові зміни. Дарвін назвав цю гіпотезу "спуском із модифікацією". Це стало одним із стовпів його теорії еволюції. Однак він навіть не підозрював, що історія лінивців не закінчилася, і що новий вид лінивців, виявлений у 1995 році, чудово проілюструє його гіпотезу.
Того року Крістіан де Муйзон, який тоді працював у Французькому інституті андських досліджень у Лімі, та Грегорі Макдональд з Національного пам'ятника викопних шарів Хагермана у США опублікували відкриття "водного лінивця" (Thalassocnus natans) у Перу. Новини викликають ажіотаж. Тоді група лінивців добре описана: ми знаємо, що загальний предок жив би близько 40 мільйонів років тому і перетворився б на дві, а потім п’ять сімей: три гігантських наземних лінивців, які зараз вимерли, і дві лінивці. Менші та деревні - тих, кого ми знаємо. Виявлена тварина, безумовно, лінивець, але чому водний ?
Серед тюленів і дельфінів
Висунуті перші ознаки є непрямими, але переконливими. Місце - відклади, що сягають плиоцену - відповідає викопному пляжу, в якому дуже багато морських хребетних: риб, птахів, крокодилів ... Єдиним ссавцем, якого можна вважати наземним, є саме T. natans. Його скелети численніші, ніж у тюленів або дельфінів, порядку пінгвінів. Однак з середини міоцену, геологічної епохи, що передувала плиоцену, перуанське узбережжя було пустелею. Тому ці вегетаріанські тварини, ймовірно, їли в морі або поблизу, принаймні в напівводному середовищі існування. Крім того, їх скелети схожі на скелети напівводних ссавців, таких як ламантини, морські леви та бобри (див. Рамку на сторінці 94). Тому T. natans довелося пастися на травах або водоростях, тіло занурене в воду.
З тих пір команда Крістіана де Муйзона (нині в Національному музеї природознавства в Парижі) виявила ще чотири види морських лінивців, віднесених до того ж роду, але зі значними анатомічними відмінностями. Філогенетичний аналіз знаходить їх в одному таксоні, недалеко від Мегатерію. Окрім того, п’ять видів Талассокна є ієрархічними в часі від міоцену до пліоцену - два античні види - T. antiquus і T. natans, і два набагато новіших - T. yaucensis і T. carolomartini. Це дає змогу простежити еволюцію певних специфічних адаптивних персонажів, які підтверджують перші висновки про екологію T. natans.
Щільні кістки і великі легені
Хребетні тварини-чотириногі повернулися до водного життя - черепахи, китоподібні, ластоногі (тюлені, морські леви тощо), сиренії (ламантини, дюгони) тощо - всі вони в більшій чи меншій мірі мають дуже щільний скелет у формі пахіостозу та остеосклероз. Пахіостоз - це посилене відкладення окістя, тканини по периферії кісток; об’єм кісток збільшується, що іноді змінює їх морфологію. Остеосклероз обумовлений пригніченням обміну кісток, що призводить до заповнення центральної порожнини кістки. Таким чином, скелет набуває компактність, що стає вигідним для морських тварин.
Більшості наземних хребетних доводиться витрачати енергію, щоб опуститися під поверхню води. Ущільнення скелета дозволяє водним тваринам досягти цього без зусиль. Будучи тваринами, що дихають повітрям, вони набувають великі легені, що збільшує час їх пірнання. Однак збільшення ваги грудної клітини дозволяє і врівноважує об'єм легенів. Ущільнення ребер також регулює гідростатичне положення тварини, яка має тенденцію бути косою з піднятою головою. Таке ущільнення спостерігається особливо у тварин, що мешкають на мілководді, оскільки це дозволяє їм залишатися там нерухомими.
П’ять видів талассокна, які змінюють один одного у часі, ілюструють цю поступову спеціалізацію скелета: остеосклероз та пахіостоз зростають протягом геологічного часу, пристосовуючись до водного життя, яке вдосконалюється за короткий проміжок часу, від “порядку 4 мільйонів років.
Поряд з мурахоїдами і броненосцями, лінивці складають надряд Xenarthra. Однак ущільнення кісток цих наземних тварин, особливо лінивців і мурахоїдів, набагато вище, ніж у інших ссавців. Однак більш крихка кістка здається недоліком у повітряному середовищі. Тому ми тут спостерігаємо явище екзаптації, в тому сенсі, що його дав американський палеонтолог Стівен Джей Гулд: "Персонаж [тут ущільнення кісток] прийняв рішення про нове використання [для полегшення підводного життя]. "
Найбільш різкі відмінності між новими видами Thalassocnus та іншими полягають у подовженні передчелюсних суглобів та розширенні кінчика черепа в лопатку з потужними губами, що полегшують випас худоби. Радіус також вирівнюється, нагадуючи радіус тюленів і морських левів. Тонка, але переконлива підказка стосується подряпин зубів через піщинки, які тварина ковтає з їжею. Однак вони більш численні у древніх видів. Їм доводилося пастися на пляжі або в мілководді, непосидючій воді, тоді як останні види, як ламантини, повинні були занурюватися глибше і досягати спокійніших вод.
Ці тварини вимерли під час пліоцену, ймовірно, через охолоджуючі води південноамериканського узбережжя Тихого океану. Щоб вони вижили, їм довелося б придбати, як китоподібні, товстий шар підшкірного бекону, який виконує роль теплоізолятора.