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A presença de glândula mamária é a principal característica que distingue os indivíduos da Classe Mammalia, entretanto, evidencias fósseis indicam que as secreções lácteas surgiram muito antes de existirem os mamíferos. Aparentemente, o leite se originou de secreções da pele que mantinham úmidos os ovos dos Terapsídeos (ancestrais dos mamíferos), a mais de 200 milhões de anos atrás. A princípio, estas secreções eram liberadas do mesmo modo que o suor, escorrendo nos pelos, assim como é observado nos ornitorrincos e equidnas, mamíferos que preservaram algumas características dos Terapsídeos, como a postura de ovos.
Ovos amnióticos
A cerca de 310 milhões de anos, surgiam os primeiros vertebrados terrestres reconhecidos, os Sinapsídeos, que evoluíram a partir de um ancestral em comum com os répteis.
Para permitir uma maior independência da água, os Sinapsídeos passaram a pôr seus ovos no meio terrestre. Isso exigiu algumas modificações para proteger estes ovos contra a perda de água e ao mesmo tempo permitir trocas gasosas para que o embrião pudesse respirar. Desta forma surgiram os ovos amnióticos, caracterizados pela presença de membranas embrionárias extras e camadas externas.
A partir dos Sinapsídeos se originaram os Terapsídeos e surgiam as primeiras secreções lácteas. Além de promover a manutenção da umidade dos ovos, a secreção láctea apresentava em sua composição a enzima lisozima e a proteína lactoferrina, que possuem ação antimicrobiana. Nos mamíferos modernos, estas substâncias são encontradas em maiores concentrações durante o início da lactação, o que garante proteção e imunidade dos recém-nascidos.
Evolução da lactação
A principal transformação na evolução mamária ocorreu quando as secreções passaram a fornecer não apenas água e agentes de proteção, mas também nutrientes. Este processo parece ter iniciado durante a fase de incubação dos ovos, uma vez que a absorção e metabolismo de pequenos carboidratos facilitaria a entrada de fluídos para os embriões.
Desta forma, o papel da lactose na evolução da lactação é de particular interesse. A lactose está presente no leite de quase todos os mamíferos, com exceção de alguns mamíferos marinhos. A síntese da lactose depende da presença da alfa-lactoalbumina e da beta1,4-galactosiltransferase, que juntas formam o complexo lactose sintetase.
A alfa-lactoalbumina deriva da enzima lisozima, e já estava presente nas glândulas da pele dos ancestrais dos Sinapsídeos, porém é provável que a síntese da lactose tenha iniciado mais tardiamente, com os Terapsídeos. No início, a função da lactose estaria relacionada ao processo de secreção da fase aquosa do leite, devido suas propriedades osmóticas e, com o passar do tempo, passou a desempenhar seu papel nutricional.
Se presume que a lactação tenha evoluído em resposta a pressões seletivas que favoreceram o aumento do investimento parental em sua prole. Assim, possibilitou-se que os filhotes que eclodiam dos ovos tivessem acesso ao leite materno, surgindo a amamentação.
A partir destes eventos, e com importantes mudanças no sistema reprodutivo, a cerca de 125 milhões de anos atrás gradualmente surgiram os primeiros mamíferos, com os monotremados (ancestrais dos ornitorrincos e equidnas), marsupiais (ancestrais do canguru e gambá) e os mamíferos placentários, que são conhecidos como mamíferos verdadeiros.