Наши кости зародились не глубоко внутри тела. Они начались в коже, вскоре после того, как первые сложные животные обрели форму — зачем делать что-то простым способом, если можно сделать это странным?

С тех пор кожные кости остаются повторяющимся мотивом в эволюции, появляясь у черепах, крокодилов, ящериц, змей и даже динозавров. И всё же мы до сих пор знаем о них удивительно мало. Почему они продолжают возникать вновь? Был ли единый предок с кожными костями, от которого они все произошли?

В новом исследовании, опубликованном в Biological Journal of the Linnean Society, учёные объединили ископаемые свидетельства с современными вычислительными инструментами, чтобы реконструировать 320 миллионов лет эволюции кожных костей рептилий. То, что они обнаружили, завершает многовековой спор: кожные кости действительно независимо эволюционировали в нескольких линиях ящериц. В процессе они также проследили уникальное эволюционное возвращение в одной из самых знаковых групп — варанов.

Древнейшие кожные кости в ископаемой летописи могут датироваться 475 миллионами лет назад, когда некоторые из первых позвоночных развили сложный костный экзоскелет. Это кажется нелогичным, поскольку позвоночные буквально определяются наличием позвоночника, но их костный внутренний скелет не развился ещё 50 миллионов лет спустя. Приоритеты, видимо.

На протяжении эволюционной истории способность кожи формировать костную ткань возникала снова и снова — например, чешуя рыб или остеодермы, кожные кости наземных животных. После выхода из воды остеодермы, возможно, помогали животным адаптироваться к наземной жизни. Дальше картина становится менее ясной. Остеодермы исчезли в большинстве линий, но продолжали появляться вновь, особенно у рептилий.

Чтобы понять, как это произошло, исследователи собрали сложную эволюционную головоломку, словно прибыв на место ограбления банка спустя долгое время. Их свидетелями стали 643 ныне живущих и вымерших вида, каждый из которых предложил уникальную перспективу. Они продолжали расследование, пока истории не начали сходиться.

Они обнаружили, что большинство ящериц впервые развили остеодермы в поздней юре и раннем мелу, более 100 миллионов лет назад, когда бродили такие динозавры, как брахиозавр, аллозавр и стегозавр. Броня, возможно, помогала ящерицам выживать среди хищников, справляться с суровыми условиями или осваивать новые места обитания. После этих ранних всплесков темп замедлился, и большинство групп с тех пор сохранили свои кожные кости.

Предки варанов — известных в Австралии как гоанны — полностью утратили остеодермы, вероятно, потому что их активный образ жизни и эффективное тело функционировали лучше без лишнего веса. Но когда их потомки достигли Австралии около 20 миллионов лет назад, произошло нечто примечательное: они отрастили их заново. Исследователи связывают эту реэволюцию с миоценовым периодом, когда климат Австралии становился более засушливым. Кожные кости, возможно, помогали уменьшить потерю воды и обеспечивали защиту в открытых засушливых ландшафтах.

Примечательно, что гоанны — единственная известная линия ящериц, которая вновь обрела остеодермы после их утраты. Это бросает вызов закону Долло, который гласит, что после исчезновения сложный признак не может реэволюционировать. В начале XX века исследователи предполагали, что ящерицы унаследовали остеодермы от общего предка. Позже эта точка зрения уступила место идее, что эти костные пластины независимо эволюционировали в отдельных группах. Последовали дебаты об эволюционных механизмах, но они мчались вперёд, не привязывая происхождение остеодерм к чёткой временной шкале.

Это исследование обеспечивает такую основу — опубликовано в том же журнале, где Чарльз Дарвин впервые поделился своими революционными идеями. Ископаемые свидетельства помогли разрешить давний вопрос, но современные вычисления позволили сузить тысячи эволюционных сценариев до единой связной истории. Свидетельства ясны: остеодермы эволюционировали многократно, независимо, в разных линиях ящериц на протяжении сотен миллионов лет.

Среди ящериц гоанны выделяются как единственная линия, известная тем, что утратила эту броню, только чтобы вновь обрести её.