Что появилось раньше: курица или яйцо? Ученые наконец нашли ответ
Аристотель писал, что проблема курицы и яйца представляет собой бесконечную последовательность, на которую мы никогда не сможем найти ответ. Плутарх задавался тем же вопросом в своих эссе. Спустя пару веков Макробий заметил, что дилемму следует рассматривать как тему исключительной важности. Даже сегодня все — от ученых до школьников — оказываются в тупике в поисках ответа. Но пора отсеять сомнения. Исследователи разгадали самую таинственную эволюционную загадку. Рассказываем подробнее.
Долгожданный ответ
Долгое время считалось, что откладывание яиц сыграло решающую роль в эволюционном успехе более 300 млн лет назад у амниотов — позвоночных, чей эмбрион развивается в амнионе (защитной оболочке внутри яйца). Современные млекопитающие, рептилии и птицы — все потомки первых амниот. С точки зрения эволюции, яйца откладывались далекими предками цыплят за миллионы лет до того, как появились сами цыплята. Но, кажется, самые ранние рептильные предки курицы, жившие за миллионы лет до появления динозавров, вряд ли вообще откладывали яйца.
Ученые изучили 51 ископаемый вид и 29 живых видов. Часть из них откладывала яйца, а другие были живородящими (то есть сразу рождали живых детенышей, а не держали их в яйце). Выяснилось, что некоторые животные, которые сегодня откладывают яйца, не всегда были способны на это. Предкам кур, например, приходилось жить в воде или поблизости, чтобы питаться и размножаться, как современные амфибии — лягушки и саламандры. Но формирование яйца позволило им отойти от водоемов.
Профессор Майкл Бентон из Бристольского университета описывает это так:
До появления амниот первые четвероногие, развившие конечности из рыбьих плавников, были в целом земноводными. Когда 320 млн лет назад на сцену вышли амниоты, они смогли оторваться от воды благодаря развитию водонепроницаемой кожи
С технической точки зрения яйцеклетка — это просто сосуд, окруженный мембраной. Внутри эмбрион растет и развивается, пока не научится выживать самостоятельно. Именно поэтому амниотическое яйцо действовало в свое время как частный пруд: оно защищало развитие рептилий в результате высыхания в теплом климате и предоставляло амниотам возможности покинуть озера и моря и доминировать в наземных экосистемах. Другими словами, предки куриц родили куриц, а те уже эволюционировали таким образом, чтобы сносить яйцо.
Биологи также заметили, что многие ящерицы и змеи демонстрируют гибкую репродуктивную стратегию. Иногда близкородственные виды демонстрируют оба поведения, и оказывается, что живородящие ящерицы могут вернуться к откладыванию яиц. Некоторые виды могут даже переключаться между кладкой яиц и живорождением и решать, когда именно выпустить детенышей.
Бентон добавил, что «наша работа, а также работа многих других за последние годы, отправили классическую модель [о том, что вначале было яйцо] в мусорную корзину».
Раньше доминировала теория о яйце
Большинство биологов однозначно утверждало, что яйцо появилось первым. Вот, как они это аргументировали.
«Яйцо — важный шаг в эволюции [позвоночных], потому что оно позволяло амниотам уходить все дальше и дальше от воды», — заявил Коэн Стейн, палеонтолог из Королевского бельгийского института естественных наук. Птицы не появлялись в летописи окаменелостей до середины и конца юрского периода (примерно от 165 до 150 млн лет назад). Но ученые считали, что первые яйца в скорлупе появились задолго до курицы — около 325 млн лет назад. Они заявляли, что яйца, вероятно, были податливыми и кожистыми по текстуре, очень похожими на яйца, отложенные сегодняшними рептилиями и утконосами.
В каменноугольном, пермском и триасовом периодах жило много наземных позвоночных, откладывающих амниотические яйца, но самые известные из них — динозавры. Их яйца имели чрезвычайно тонкую внешнюю оболочку, всего около 100 микрон — в толщину с человеческий волос. Эта тонкость, вероятно, объясняет, почему исследователям было так тяжело отыскать более ранние образцы яичной скорлупы. Все-таки когда яйцо сталкивается с богатой кислой почвой, оно начинает медленно растворяться. Почва сделала невозможным сохранение столь тонкого известкового слоя.
Но если мы говорим о первом яйце курицы, а не динозавра, история меняется. Яичная скорлупа кур в основном состоит из карбоната кальция (CaCO₃). Куры получают кальций для производства скорлупы из пищевых источников. Для ее формирования CaCO₃ должен откладываться в виде кристаллов, и птицы полагаются на определенные белки, которые обеспечивают этот процесс. Один из них — овоклейдин-17 (ОС-17) — был обнаружен лишь в яичниках кур. Это дает дополнительный аргумент в пользу того, что курица должна была появиться раньше яйца.
