Как появилось молоко и грудное вскармливание

Сегодня сложно представить, как мы жили бы без грудного вскармливания. В нашем детстве молоко являлось и вовсе единственным источником питания. А во взрослой жизни молочные продукты являются неотъемлемой частью нашей кулинарии. Но в природе всё иначе. Это может показаться удивительным, но большая часть животных не питается молоком вовсе. Так когда началась эволюция молока и грудного вскармливания?

Как появилось молоко и грудное вскармливание Эволюция, Млекопитающие, Молоко, Гипотеза, Длиннопост
Когда учёные всерьёз задались этим вопросом, оказалось, что история молока началась гораздо раньше, чем мы себе представляли. Первое вскармливание "молоком" (да, тут нужны кавычки) началось сотни миллионов лет назад, когда появились первые тетраподы, сухопутные позвоночные животные.

Ещё в XVIII веке Карл Линней определил одну из ключевых характеристик группы млекопитающих (Mammalia от латинского mamma — молочная железа) — вскармливание детёнышей молоком. Все млекопитающие производят молоко внутри своего организма. Даже киты и дельфины. И даже утконосы и ехидны, которые по-рептильному откладывают яйца, хоть и не вскармливают своё потомство в привычном нам виде, всё ещё имеют молочные железы. То же касается и сумчатых — кенгурята сидят у матери в сумке и питаются молоком.

Становится очевидным, что молоко — отличительная черта всех млекопитающих. Но когда и как появилось грудное вскармливание? Мы не можем найти первое животное с молочными железами. Такие ткани просто не сохраняются в окаменелом виде. Учёные подошли к вопросу иначе. Они взяли геном млекопитающих и сравнили его с геномом животных, не производящих молоко, сравнили составы молока, проанализировали способы размножения. Результаты удивили Улава Офтедала, эколога из Смитсоновского центра экологии. Офтедал говорит, что молочные железы появились до первых млекопитающих, несмотря на то, что это явно наша отличительная черта.

Первые амниоты, давшие начало всем сухопутным животным, откладывали яйца на суше. И первые сухопутные животные отлично приспособились к этому. Пористая структура скорлупы и специальные мембраны обеспечивали отличный обмен кислородом и углекислым газом между зародышем и окружающей средой. Но появилась новая проблема — яйца оставались во власти погоды. Пористая структура не защищала яйцо от жары или засухи, яйцо бы высохло. Предки завропсидов (рептилий и птиц) перешли на кальцинированную и водонепроницаемую твёрдую скорлупу. Яйца становились куда более защищёнными от капризов погоды.

Предки же млекопитающих остались верны пористой структуре. Хоть она и была более уязвима для внешних условий, зато куда эффективнее впитывала влагу и питательные вещества. Офтедал предполагает, что синапсиды просто ложились на кладку и через специальные железы выделяли воду, тем самым увлажняя яйца. Вместе с влагой в яйцо могли попадать и полезные питательные вещества, и противомикробные элементы. В дальнейшем эволюция уже протекала проще. Свежевылупившееся потомство просто могло слизывать с шерсти всё те же питательные выделения.

Например, так делают лягушки коки (Eleutherodactylus coqui). Они откладывают яйца на суше, собираются все вместе вокруг кладки и передают зародышам воду через кожные выделения. А у червеобразных амфибий Caecilians питательные и жировые выделения скапливаются на коже, а потомство просто соскребает всё это лакомство.

Подобным образом могли питаться и наши предки. И из поколения в поколение выделения для увлажнения эмбриона в яйце становились всё сложнее, сами эмбрионы больше полагались именно на вскармливания из желёз, а не из желтка, а железы для выделения простой воды эволюционировали в сложные молочные железы. Весь этот долгий путь эволюции протекал до появления первых настоящих млекопитающих, что можно проследить в генах млекопитающих. Те гены, что отвечают за лактацию, куда старше, чем сами млекопитающие.

Само молоко, в привычном нам смысле, тоже появилось до первых настоящих млекопитающих. Что опять же видно в геноме. Но куда же делись другие животные, не млекопитающие, которые вскармливали своё потомство молоком? Они вымерли, как и большинство других групп синапсидов. И сегодня мы единственные животные, кормящие своих детёнышей грудью.

Оригинал статьи на BBC.com

Перевёл и адаптировал Мартин Авиански

Источник