Предшественники млекопитающих правили Землей около 60 миллионов лет, задолго до появления первых динозавров. Они превратились в главных хищников на суше в промежутке между 315–251 миллионами лет назад.

Исследователи изучили анатомию челюстей и размер тела плотоядных синапсид. Используя эти черты, они реконструировали вероятные пищевые привычки древних хищников и составили график их экологической эволюции. В результате ученые обнаружили серьезный сдвиг в функции челюсти синапсид примерно 270 миллионов лет назад, связанный со значительным изменением в хищническом поведении, который имел важные последствия для эволюции наших самых ранних предков.

По мере того как травоядные становились крупнее и быстрее, хищники адаптировались, также увеличиваясь в размерах и учась охотится, чтобы выжить.

"Ранние синапсиды, такие, как знаменитый диметродон с парусом на спине, имели довольно длинные челюсти с множеством зубов, чтобы гарантировать, что пойманная добыча не ускользнет, — объясняет ведущий автор исследования Суреш Сингх из Бристольской школы наук о Земле. — Однако мы увидели переход в сторону более коротких челюстей с большей мышечной эффективностью и меньшим количеством зубов, сосредоточенных в передней части. Они приспособлены для глубоких и мощных укусов".

По словам ученого, это изменение показывает, что более поздние синапсиды скорее фокусировались на нанесении тяжелых травм и, следовательно, более быстром убийстве. Это подчеркивает, что хищники столкнулись с новым селективным давлением со стороны своей добычи.

"Реорганизация челюстей синапсид, произошедшая в это время, уже давно известна как большой шаг на пути к эволюции млекопитающих, — добавляет участник исследования Армин Элслер. — Эти изменения не только делают их более эффективными. Они также отмечают самую раннюю реконструкцию челюсти, которая также создала сложное ухо, встречающееся у млекопитающих. Что послужило причиной этого первого шага? Наше исследование предполагает, что это было частично вызвано экологическим давлением со стороны их добычи".

"Время изменения функции челюстей соответствует эволюции новых, более крупных и быстрых травоядных животных, с которыми хищникам пришлось столкнуться, — говорит соавтор работы Том Стаббс. — Риск для хищников получить травму или погибнуть возрос, поэтому некоторые из плотоядных синапсид стали более крупными и лучшими убийцами, чтобы преодолеть эту опасность".

Это изменение отражает новый динамизм во взаимоотношениях хищник-жертва, который показывает, что жизнь на суше развивалась быстрее.

"Поздний палеозой был временем, когда животные впервые начали жить, питаться и размножаться исключительно на суше, — говорит соруководитель исследования, профессор  Майк Бентон. — Они стали полностью наземными, колонизируя новые места обитания и эксплуатируя новые ресурсы дальше от водной среды".

По словам ученых, результаты показывают, как изменилось давление отбора на этих ранних наземных животных по мере того, как они стали лучше адаптироваться к жизни на суше. "Поймать другое животное, которое может быстро двигаться и вырасти до больших размеров, гораздо сложнее, чем скользкую маленькую рыбку или амфибию", — объясняет Бентон.

Исследователи также обнаружили, что морфологическое разнообразие синапсид увеличилось после изменений. Сравнивая размеры этих новых видов хищных животных в разных сообществах в разные периоды времени, ученые поняли, что постепенно те, возможно, стали напоминать современных плотоядных млекопитающих.

Исследование опубликовано в журнале Communications Biology.