34-миллионнолетние окаменелости змей меняют наше представление об их эволюции

Группа из четырех невероятно хорошо сохранившихся ископаемых змей, датируемых 34 миллионами лет назад, пролила новый свет на происхождение и эволюцию представителей семейства Ложноногих, в которое входят питоны и удавы. Хотя подвязочная змея — единственный современный вид змей, который впадает в спячку, это открытие позволяет предположить, что этот тип социального поведения рептилий уходит корнями гораздо дальше, чем считалось ранее.

Ложноногие — плотоядные змеи (питающиеся млекопитающими, птицами и другими рептилиями), насчитывающие чуть более пятидесяти видов. В основном они обитают в тропических регионах от южной части Тихого океана до Юго-Восточной Азии, через Восточную Африку и Мадагаскар.

Название Ложноногие обычно относится к семействам гигантских змей, таких как анаконды и питоны. Однако в семействе Ложноногих есть змеи всех размеров — от самых маленьких, таких как маленькие земляные удавы длиной менее метра, до самых крупных, длина которых может превышать 8 метров. Эволюция этих змей до сих пор не до конца изучена, в том числе из-за широкого диапазона их размеров.

С другой стороны, окаменелости змей редко бывают хорошо сохранившимися, и большинство находок включают разрозненные наборы позвонков. Это затрудняет определение принадлежности каждой кости к одному виду, а также порядка, в котором эти кости изначально располагались. "В музейных коллекциях по всему миру хранится, вероятно, около миллиона разрозненных змеиных позвонков. Их легко найти. Но найти целую змею? Это редкость", — объясняет Майкл Колдуэлл, сотрудник факультета биологических наук Университета Альберты, в пресс-релизе.

Новый вид, обнаруженный Колдуэллом и его командой, — один из немногих, найденных полностью сочлененными (то есть с позвонками, соединенными и выстроенными в правильном порядке). Названный Hibernophis breithaupti, этот таксон потенциально может дать ключ к эволюционному происхождению Ложноногих. "Мы узнаем много нового об эволюции Ложноногих в самом широком смысле", — объясняет Колдуэлл. "Похоже, что изначально эти змеи были маленькими, что очень интересно".

Необычные условия окаменения

Недавно окаменевшие змеи, описанные в Зоологическом журнале Линнеевского общества, были извлечены из геологической формации Уайт-Ривер в регионе Вайоминг на западе США. Образцы удивительно хорошо сохранились благодаря своему местоположению. "Эти окаменелости сохранились в очень необычных условиях с геологической точки зрения", — объясняет Колдуэлл. "Окаменелости — сложный процесс. Чтобы что-то сохранить, нужны идеально приспособленные условия", — добавляет он.

Место, где они окаменели, расположено в вулканической системе, которая была очень активна около 34 миллионов лет назад. Вулканы извергали огромное количество пепла в окаменевший бассейн, где змеи, вероятно, оказались после короткого эпизода наводнения. По словам исследователей, окаменелости были покрыты мелким песчаным илом, характерным для бывшей активности формации Уайт-Ривер.

Одна из змей оказалась вдвое крупнее остальных, что позволило наблюдать один и тот же вид на разных стадиях развития. Чтобы оценить рост змей, мы обычно ориентируемся на размер черепа по отношению к телу. Как и у человека, эти пропорции значительно меняются в течение жизни этих рептилий. Однако черепа змей тонкие и хрупкие, поэтому они обычно недостаточно хорошо сохранились, чтобы проследить стадии их развития.

Кроме того, размер и форма позвонков Hibernophis breithaupti различаются в зависимости от места обитания. Даже небольшие змеи, в архивах которых ранее находилось от 200 до 400 позвонков, обычно расчленяются и рассеиваются до окаменения. В связи с этим возникает вопрос, могут ли кости, ранее относимые к одному виду, происходить из разных таксонов, или наоборот.

Первое доказательство социального поведения у рептилий

Вероятно, самым интересным открытием стало то, что четыре змеи были сгруппированы вместе в гибернакулуме — помещении или норе, где животные впадают в спячку в зимние месяцы. Змеи, как правило, одиночные животные, которые редко собираются вместе, даже зимой. В то время как многие млекопитающие впадают в спячку на какое-то время года, единственный известный вид змей, который впадает в спячку группами, — это подвязочная змея (Thamnophis sirtalis).

"Это действительно необычно для рептилий. Из почти 15 000 видов рептилий, живущих сегодня, ни один не впадает в спячку так, как это делает подвязочная змея", — говорит Колдуэлл. По словам экспертов, хотя в окаменевшем гибернакулуме всего четыре змеи, он является первым достоверным свидетельством социального поведения рептилий. Помимо того, что это социальное поведение, это еще и процесс адаптации, который позволяет им выживать при понижении температуры.

Например, подвязочные змеи могут впадать в спячку сотнями или даже тысячами, потому что они не могут регулировать температуру своего тела и вынуждены держаться вместе, чтобы сохранить тепло и пережить зимний холод. Их адаптация настолько хорошо известна, что иногда к ним присоединяются хитроумные одиночные змеи других видов (например, гремучие змеи), чтобы воспользоваться защитой и теплом группы.