Коровы ближе к дельфинам, чем к лошадям: эволюционная связь млекопитающих
Коровы пасутся на полях, дельфины плавают в океанах, а лошади скачут по степям. На первый взгляд, коровы и лошади кажутся ближе друг к другу — оба живут на суше, имеют копыта и питаются растениями. Но эволюция рассказывает другую историю: коровы генетически и эволюционно ближе к дельфинам, чем к лошадям. Как это возможно, и что открыла наука о родстве этих млекопитающих?
Cetartiodactyla: неожиданный союз коров и дельфинов
Коровы (семейство Bovidae) и дельфины (семейство Delphinidae) принадлежат к отряду Cetartiodactyla (китопарнокопытные), который объединяет парнокопытных (Artiodactyla, таких как коровы, свиньи, олени) и китообразных (Cetacea, таких как дельфины, киты). Это открытие стало результатом молекулярно-генетических исследований в 1990-х годах, включая важные работы Монжелара и соавторов (1997) и Гейтси и соавторов, опубликованные в Nature (1999).
Анализ ДНК показал, что китообразные, включая дельфинов, произошли от наземных парнокопытных предков, близких к современным бегемотам. Это было подтверждено несколькими геномными исследованиями, включая работы Гейтси (2013) и Тевиссена (2007).
Ключевой момент: около 50–55 миллионов лет назад предки китообразных, относящиеся к группе раоэллидных парнокопытных (включая Indohyus, который считается близким родственником, но не прямым предком китов), начали адаптироваться к водной среде. Со временем их потомки, такие как дельфины, полностью перешли к жизни в воде, потеряв копыта, но сохранив генетические маркеры, связывающие их с парнокопытными.
Коровы, как представители подотряда Ruminantia (жвачные), и дельфины, входящие в подотряд Whippomorpha (китообразные и бегемоты), разделяют эту эволюционную ветвь.
Perissodactyla: отдельный путь лошадей
Лошади (семейство Equidae) относятся к отряду Perissodactyla (непарнокопытные), куда входят также носороги и тапиры. Этот отряд эволюционно отделился от предков Cetartiodactyla приблизительно 55–65 миллионов лет назад, в раннем палеоцене, согласно современным молекулярным исследованиям (dos Reis et al., 2012; Tarver et al., 2016).
Непарнокопытные отличаются нечётным числом пальцев на конечностях (у лошадей — один, образующий копыто) и уникальной системой пищеварения, где ферментация происходит в толстой кишке, а не в рубце, как у коров.
Современные филогеномные исследования показывают, что лошади и их родственники формируют отдельную кладу в составе группы Laurasiatheria, и хотя они часто группируются с хищниками (Carnivora) в кладу Zooamata, точные отношения внутри Laurasiatheria остаются предметом дискуссий (Esselstyn et al., 2017; Upham et al., 2019). Это делает лошадей значительно более далёкими родственниками коров, чем дельфины.
Почему коровы и дельфины ближе?
Молекулярные исследования, начатые в 1990-х годах, выявили общие гены и последовательности ДНК, связывающие парнокопытных и китообразных. Например, определённые семейства SINEs (короткие вставочные элементы, которые являются ретротранспозонами, а не генами), в частности CHR-1 и CHR-2, присутствуют у коров, бегемотов и дельфинов, но отсутствуют у лошадей (Shimamura et al., 1997; Nikaido et al., 1999).
Палеонтологические находки, такие как скелеты Pakicetus и Ambulocetus (ранние китообразные, примерно 48-50 млн лет назад), показывают переходные формы с чертами парнокопытных, включая структуру челюстей и зубов. Эти находки подробно исследовались в работах Тевиссена (2001) и Гингерича (2001).
Бегемоты считаются ближайшими живущими родственниками китообразных, разделяя общего предка около 40 миллионов лет назад. Коровы, хотя и более дальние родственники, всё равно ближе к дельфинам, чем к лошадям, из-за принадлежности к одному отряду.
Эволюционное расстояние между Cetartiodactyla и Perissodactyla подтверждается анализом как митохондриальной, так и ядерной ДНК в многочисленных современных исследованиях (Zurano et al., 2019; Chen et al., 2019), где коровы и дельфины группируются в одну кладу, а лошади — в другую.
Различия в морфологии
Несмотря на эволюционное родство, коровы и дельфины выглядят совершенно по-разному из-за адаптаций к среде. Коровы сохранили парнокопытную структуру (два основных пальца на каждой ноге) и развили сложную пищеварительную систему для переработки травы.
Дельфины утратили конечности, превратив их в плавники, и адаптировались к дыханию воздухом через дыхало.
Лошади, напротив, эволюционировали для бега по открытым пространствам, с одним функциональным пальцем и длинными конечностями.
Эти различия — результат конвергентной эволюции, где разные виды адаптировались к своим нишам, но генетические данные раскрывают их истинное родство. Название «китопарнокопытные» может ввести в заблуждение, так как дельфины не имеют копыт, но оно отражает их общее происхождение.
Значение открытия
Понимание, что коровы ближе к дельфинам, чем к лошадям, изменило систематику млекопитающих. Термин Cetartiodactyla был предложен Монжеларом и соавторами в 1997 году и постепенно получил признание в научном сообществе на протяжении конца 1990-х и 2000-х годов (O'Leary et al., 2001), что стало одним из крупнейших пересмотров классификации млекопитающих за последние десятилетия.
Это открытие подчёркивает мощь молекулярной биологии, позволяющей заглянуть в эволюционное прошлое, несмотря на внешние различия животных. Для семей и детей, интересующихся биологией, эта история — пример того, как наука разрушает стереотипы. Она показывает, что эволюция полна сюрпризов, и даже такие разные существа, как коровы и дельфины, могут быть родственниками.
Это также напоминание о том, как важно сохранять биоразнообразие, ведь каждый вид — часть сложной эволюционной сети.
Заключение
Коровы и дельфины, объединённые отрядом Cetartiodactyla, делят общего предка, который жил миллионы лет назад. Лошади, принадлежащие к Perissodactyla, отошли на отдельную ветвь эволюции гораздо раньше.
Генетические и палеонтологические данные подтверждают, что коровы ближе к дельфинам, чем к лошадям, несмотря на их внешнее несходство. Эта удивительная связь — свидетельство того, как эволюция связывает нас всех, от пастбищ до океанов.
