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