Кажани відіграють важливу роль в екосистемах Землі, запилюючи рослини, поширюючи насіння та поїдаючи величезну кількість комах. Одна з трьох ліній літаючих хребетних в історії Землі, на даний момент існує понад 1500 видів кажанів. Однак їхня еволюційна історія була певною мірою загадкою для вчених.

Найбільше з усіх коли-небудь проведених об’єднаних досліджень геномів кажанів і скам’янілостей дає певне розуміння. Отримані дані показують, що ці літаючі ссавці вперше з’явилися в Європі приблизно 65 мільйонів років тому після масового вимирання, яке прирекло динозаврів, а потім поширилися по всьому світу, а не до Північної Америки, Азії чи Африки, як передбачалося раніше.

Дослідники зібрали найбільшу на сьогодні високоякісну колекцію геному кажанів, яка охоплює 103 види, що представляють усі 21 визнане сімейство кажанів. Вони об’єднали ці дані з аналізом 44 викопних кажанів, щоб розшифрувати їх еволюційну історію та створити генеалогічне дерево кажанів.

Вони також дійшли висновку, що, як і політ, ехолокація – біологічна сонарна система, яку використовують багато кажанів для навігації в темряві та захоплення літаючої здобичі – розвинулася на початку еволюції кажанів.

«Я вважаю, що можливість літати й ехолокувати відкриває неймовірні можливості для розширення нових ніш, таких як нічне полювання, коли менше конкуренції та хижаків. Політ дав їм доступ у повітрі. Ехолокація дала їм контроль над ніччю», — сказала Соня Варнс, професор біології в університеті Сент-Ендрюс у Шотландії та один із керівників дослідження, опублікованого цього тижня в Nature.

«Ехолокація дозволяє кажанам стати фактично нічним способом життя, зменшуючи ймовірність конкурувати з птахами або стати жертвою денних птахів», — сказала керівник дослідження Емма Тілінг, професор зоології в Університетському коледжі Дубліна.

У дослідженні зазначається, що кажани вперше з’явилися в Європі приблизно через 1 мільйон років після того, як астероїд зіткнувся з Землею 66 мільйонів років тому, що дозволило ссавцям встановити своє домінування як наземних тварин. Один із керівників дослідження, Ліліана Давалос, еволюційний біолог з Університету штату Нью-Йорк у Стоуні-Брук, сказала, що кажани прибули в Африку відносно швидко після цього, зробивши ці два континенти епіцентром їх ранньої еволюції.

Антарктида – єдиний континент, де немає кажанів. Нині вони становлять більше однієї п’ятої всіх видів ссавців у світі.

Найдавніші відомі скам’янілості кажанів датуються приблизно 52 мільйонами років. Геномні та анатомічні дані допомогли визначити походження кажанів.

Кажани є єдиними ссавцями, які досягли силового польоту, і є єдиними хребетними, які досягли механічного польоту, після літаючих рептилій, званих птерозаврами, та птахів. Птахи вижили після астероїда, а птерозаври – ні. Вимирання птерозаврів, можливо, відкрило екологічну нішу, яку могла б заповнити нова лінія літаючих хребетних.

Крила кажанів мають іншу структуру, ніж крила птахів і птерозаврів, зі зміненими передніми кінцівками з дуже видовженими пальцями, які підтримують великі шкірні мембрани.

Як виглядали предки кажанів, залишається загадкою.

“Ми не знаємо напевно, але ми думаємо, що це нагадувало землерийку, у якої почали рости довгі пальці. Усі найдавніші скам’янілості виглядають як сучасні кажани, тому це лише припущення”, – сказав Тілінг.

Фруктова кажан відпочиває на гілці дерева в індійському храмі

Фруктова кажан відпочиває на гілці дерева в індійському храмі | Фото Reuters

Також неясно, чи спочатку розвинувся політ чи ехолокація. Кажани використовують ехолокацію, випромінюючи високочастотні ультразвукові звуки та прислухаючись до луни, відображеної від об’єктів, щоб зрозуміти навколишнє середовище. Цю здатність можна побачити у скам’янілостях на основі таких анатомічних особливостей, як збільшена вушна раковина та спеціалізовані структури середнього вуха.

«Наші найдавніші скам’янілості кажанів показують, що кажани мали здатність як до польоту, так і до ехолокації, але це не допомагає нам відповісти на це запитання. Нам потрібно знайти найдавніші скам’янілості «до кажанів», або перехідні, щоб побачити, чи мали вони анатомічні особливості, що вказують на політ або ехолокацію», — сказав Тілінг.

Багато видів кажанів виявляють надзвичайну стійкість до хвороб і живуть надзвичайно довго порівняно з розміром свого тіла. Це дослідження закладає основу для вивчення генетичної основи цих ознак.

«Це дослідження може в кінцевому підсумку стати основою для досліджень людей щодо старіння, імунітету та стійкості до хвороб», — сказав Тілінг.

Сучасні кажани бувають різних форм і розмірів, з різними дієтами та способом життя. Найбільшою є гігантська літаюча лисиця із золотою короною на Філіппінах, яка має розмах крил 5 1/2 футів (1,7 метра). Найменшим є джміль, який живе в Таїланді та М’янмі, і має розмах крил приблизно 5 дюймів (13 см).

Багато кажанів є комахоїдними. Деякі особини споживають фрукти, нектар, рибу і, як невідомо, кров у випадку кажанів-вампірів.

Існує дивовижне різноманіття рукокрилих, у тому числі короносий, листоносий, мишохвостий, тризубий, привидоликий, вусатий, присосконогий, молотоголовий і вусатий.

«Кажани ніколи не перестають нас дивувати. Кажани є одним із найбільших експериментів в еволюції», — сказав Бернс.