Птица ихтиорнис сохранила зубы и приобрела большой мозг
Палеонтологи изучили несколько черепов (в том числе хорошо сохранившийся экземпляр) ихтиорниса — птицы, жившей в позднем мелу. Детальная трехмерная реконструкция показала, что Ихтиорнис обладал мозгом, по размеру сопоставимым с мозгом современных птиц, а также зубами динозавровых предков. Результаты исследования опубликованы в Nature.
У современных видов птиц строение черепа сильно зависит от особенностей питания и образа жизни, но все они имеют черты, отличающие их от черепов динозавровых предков. Например, у современных птиц нет зубов, клюв покрыт роговой оболочкой, есть подвижное нёбо и челюсти. По сравнению с предками-рептилиями, мозг увеличился в размерах, а вслед за ним увеличилась и черепная коробка. Окружающие черепную коробку мышцы-аддукторы, сжимающие челюсти, наоборот уменьшились. Впрочем, как появлялись эти признаки, до сих пор изучено слабо, поскольку черепа ископаемых птиц плохо сохраняются.
Ихтиорнис (Ichthyornis dispar) — птица из позднего мела, жившая около 100-66 миллионов лет назад в Северной Америке. Она находится в промежуточной филогенетической позиции — близка к современным видам, но сохраняет многие предковые особенности. Впервые останки ихтиорниса были обнаружены в 1870 году, но черепа первых экземпляров были сильно раздавлены. В 2014 году ученым из США и Британии удалось найти очень хорошо сохранившийся, практически полный череп ихтиорниса.
Бхарт-Аньян Бхуллар (Bhart-Anjan Bhullar) из Йельского университета и его коллеги изучили четыре черепа ихтиорниса, не описанные ранее. Один был их собственной находкой, другие черепа палеонтологи взяли из музейных коллекций. Авторы реконструировали голову птицы с помощью трехмерного сканирования высокого разрешения, а также подробно описали и проанализировали все костные элементы.
Исследование показало, что ихтиорнис имел переходное строение клюва. Как и у современных птиц, его клюв имел вогнутый профиль, беззубая предчелюстная кость была заострена на конце. Нёбо было узкое и удлиненное, а надклювье — подвижное, как и у современных птиц. Это важное эволюционное приобретение птиц, которое повысило силу захвата клювом, а также могло позволить ихтиорнису чиститься и манипулировать объектами с помощью клюва. Внутричерепная полость и мозг были увеличены и имели строение, аналогичное современным птицам.
В то же время, авторы обнаружили и предкоевые особенности строения черепа. У ихтиорниса на затылочной кости оказались большие выемки для прикрепления мощных мышц-аддукторов, закрывающих челюсти, совсем как у динозавровых предков. Верхнечелюсная кость имеет примитивный вид — она крепкая, длинная и на ней расположен ряд зубов, как и на нижнечелюстной кости. Нервно-сосудистое отверстие в передней части верхнечелюстной кости указывает на то, что ороговевшим был только самый кончик клюва, а не весь клюв, как у современных птиц.
Авторы заключают, что мозг и подвижность клюва, характерные для современных птиц, по-видимому, появились до полной трансформации клюва и уменьшения мускулатуры челюсти — ихтиорнис наглядно демонстрирует эту переходную точку в эволюции птиц.
Многие особенности, характерные для современных птиц, появились уже около 100 миллионов лет назад. Уже тогда птицы хорошо летали, и их птенцы, как и птенцы современных птиц, развивались по-разному — среди них были как беспомощные, так и хорошо сформированные птенцы.
Александра Кочеткова
Он весил около 180 тонн
Палеонтологи описали огромного кита из семейства базилозавров, который жил на мелководьях у побережья Перу около 40 миллионов лет назад. Он получил название Perucetus colossus. По оценкам исследователей, в длину этот кит достигал 17-20 метров, однако из-за утяжеленного скелета мог весить около 180 тонн, что сравнимо с массой современного синего кита. Не исключено, что P. colossus был даже тяжелее — в таком случае именно его, а не синего кита, следует считать самым тяжелым животным в истории планеты. Результаты исследования опубликованы в статье для журнала Nature. Некоторые виды китообразных (Cetacea) в процессе эволюции превратились в настоящих гигантов. Например, кашалот (Physeter macrocephalus), достигающий 16 метров в длину, считается одним из самых крупных хищников, когда-либо живших на Земле. А синий кит (Balaenoptera musculus), который может дорастать до 30 метров и весить почти 200 тонн, и вовсе признан самым большим животным в истории планеты. Отдельные динозавры из группы зауропод превосходили его по длине, однако весили они значительно меньше: если не учитывать сомнительных оценок, масса крупнейших из них составляла около 80 тонн. Согласно современным представлениям, размеры китообразных увеличивались постепенно. Хотя уже в позднем эоцене, примерно 30-40 миллионов лет назад, среди базилозавров (Basilosauridae) появились виды, длина тела которых составляла 15-20 метров, их вес был сравнительно небольшим, не более 6-6,5 тонны. И только в течение последних трех миллионов лет, в ответ на похолодание климата, усатые киты (Mysticeti) преодолели рубеж массы в 100 тонн. Однако команда палеонтологов под руководством Эли Амсона (Eli Amson) из Государственного музея естествознания в Штутгарте, сделала открытие, которое заставляет усомниться в традиционных взглядах на эволюцию гигантизма у китообразных. В центре внимания исследователей оказались тринадцать позвонков, четыре ребра и фрагмент тазовой кости древнего представителя этой группы, которые были обнаружены в Перу и хранились в Музее естествознания в Лиме. Внимательное изучение остатков показало, что они принадлежали неизвестному ранее виду из семейства базилозавров. Он жил в прибрежных водах Перу 39,8- 37,84 миллиона лет назад, что соответствует позднему эоцену. По расчетам Амсона и его коллег, древний кит достигал 17-20 метров в длину, что соответствует размерам родственных базилозавров (Basilosaurus sp.). Однако весил он, судя по строению костей, намного больше. Дело в том, что все сохранившиеся кости кита из Перу несут признаки пахиостоза — иными словами, они сильно утолщены за счет дополнительных слоев пластинчатой костной ткани. Например, позвонок этого животного почти вдвое больше позвонка современного синего кита длиной 25 метров. Кроме того, его кости отличаются повышенной плотностью. В частности, в ребрах полностью отсутствуют костномозговые каналы. Исходя из этого, авторы оценили общий вес скелета этого китообразного в рекордные для позвоночных 5,3-7,6 тонны. Это в 2-2,9 раза больше, чем у синего кита длиной 25 метров. Исследователи признают, что определить общий вес кита из Перу непросто. По разным оценкам, он мог составлять от 85 до невероятных 340 тонн. Однако, отталкиваясь от средней оценки массы его скелета и среднего отношения массы скелета к общей массе тела у современных китообразных, авторы рассчитали, что это животное весило 180 тонн. Это близко к верхним пределам массы синего кита, который до сих пор считался самым тяжелым животным, когда-либо существовавшим на Земле. Учитывая приблизительность оценок, не исключено, что древний кит из Перу весил даже больше, а значит, именно ему должен принадлежать титул главного тяжеловеса в истории. Исходя из этого, авторы назвали его Perucetus colossus — «колоссальный кит из Перу». Результаты исследования подтверждают, что китообразные достигли веса в сто тонн уже около сорока миллионов лет назад, то есть намного раньше, чем предполагали специалисты. При этом современные усатые киты и P. colossus стали гигантами по разным причинам. Первым огромные размеры позволяют путешествовать по Мировому океану в поисках скоплений пищи; а второй обзавелся утяжеленным скелетом, потому что жил на мелководье и нуждался в балласте — в противном случае его постоянно выталкивало бы на поверхность. Похожее приспособление есть и у ныне живущих сирен (Sirenia). Кроме того, огромная масса, возможно, позволяла P. colossus противостоять сильным волнам. Авторы сделали несколько предположений об образе жизни колоссального кита из Перу. Как уже упоминалось выше, обитал он на мелководьях и при этом был медленным пловцом. А пищей этому китообразному, вероятно, служили придонные рыбы, ракообразные и моллюски, которых он всасывал или отфильтровывал из ила и песка. Согласно альтернативной версии, P. colossus питался трупами утонувших позвоночных. Как бы то ни было, этот кит, подобно остальным базилозаврам, мог существовать только в условиях высокой продуктивности прибрежных экосистем в конце эоцена. Когда она упала, данная группа вымерла, уступив место предкам современных зубатых и усатых китов. Ранее мы рассказывали о том, как палеонтологи описали новый вид дельфинов, который жил у берегов Новой Зеландии около 25 миллионов лет назад. Он получил название Nihohae matakoi. Этот необычный представитель китообразных охотился как современные пилорылые скаты и пилоносые акулы: вплывал в стаю рыб или кальмаров, после чего совершал несколько боковых движений головой, нанося жертвам удары торчащими изо рта длинными зубами.