Внутреннее ухо рассказало об уходе крокодиломорфов в воду
Костный лабиринт внутреннего уха крокодиломорфов становился все компактнее и толще по мере того как они из полуводных животных превращались в морских обитателей, сообщается в Proceedings of the National Academy of Sciences. У китообразных — млекопитающих, которые тоже стали вторичноводными, — сходные преобразования костного лабиринта начались уже после того как они перешли к полностью водному образу жизни.
Позвоночные животные возникли в воде, но затем часть их вышла на сушу. Затем часть сухопутных освоила воздушную среду (научились летать или хотя бы планировать), а часть вторично ушла в воду. Самый недавний и наиболее изученный пример перехода ко вторичноводности — китообразные. Представители этого отряда стали водными жителями около 45 миллионов лет назад, сохранилось немало их останков, что позволяет достаточно подробно восстановить анатомические изменения, которые происходили в то время.
До китообразных нишу крупных водных (в первую очередь морских) хищников занимали самые разные группы рептилий: плезиозавры, ихтиозавры, ряд крокодиломорфов и другие. Большинство их жило в мезозое (до наших дней сохранилась только одна ветвь крокодиломорфов — отряд крокодилы), то есть не менее 66 миллионов лет назад. Их тела сохранились в среднем не так хорошо, как останки древних китообразных. Поэтому о приспособлениях, которые позволили доисторическим рептилиям уйти в воду, известно не так много.
Международная группа палеонтологов во главе с Юлией Шваб (Julia Schwab) из Эдинбургского университета исследовала, как менялось у древних крокодиломорфов строение костного лабиринта внутреннего уха. Внутреннее ухо отвечает за слух и равновесие, а они зависят от плотности среды, в которой находится животное. Поскольку вода плотнее воздуха, слышать и поддерживать правильное положение тела сухопутным внутренним ухом не получится.
В костном лабиринте заключены три полукружных канала (часть вестибулярного аппарата) и улитка (обеспечивает слух). Форму этого образования изучали палеонтологи. Для этого они создали по данным компьютерной томографии трехмерные реконструкции черепов 13 талаттозухий — вымерших морских крокодиломорф юрского периода, а также Protosuchus haughtoni, Eopneumatosuchus colberti, верхнемеловой неозухии Shamosuchus djadochtaensis и 14 современных представителей отряда крокодилов. Затем исследователи сравнили пропорции конкретных частей костных лабиринтов разных видов и учли их систематическое положение, а также то, что известно об экологии этих крокодиломорфов.
Строение костного лабиринта рептилий было разным в зависимости от их образа жизни. У сухопутных крокодиломорфов полукружные каналы были заключены в длинные тонкие выросты лабиринта, у полуводных видов (в том числе у современных крокодилов) эти выросты толще относительно своей длины, а сам лабиринт компактнее, а у морских, таких как талаттозухии, эти образования наиболее компактны. Подобная закономерность наблюдается и у китообразных.
Нашлось и отличие эволюции костного лабиринта у крокодиломорфов. У них перестройка этой структуры, по-видимому, шла дольше, чем у китов. Сперва у этих рептилий возникли преобразования скелета туловища и конечностей, которые облегчали им плавание, а уже потом начало меняться строение внутреннего уха. По-видимому, перед уходом в море талаттозухии долгое время вели полуводный образ жизни. У китообразных, насколько сейчас известно, такого периода не было, они достаточно быстро потеряли связь с сушей. Кроме того, у предков современных китов сначала начал меняться костный лабиринт, и только после — посткраниальный скелет (все, что позади черепа).
Получается, что эволюционные преобразования могут иметь сходные конечную и начальную точки, но путь между этими точками порой отличается. Интересно будет выяснить, как менялись другие органы чувств у древних крокодиломорфов в зависимости от их образа жизни.
Для выхода на сушу позвоночным понадобились конечности более длинные и мускулистые, чем обычные плавники. У них появились ноги, и не случайно амфибий, зверообразных и рептилий объединяют в группу четвероногих — тетрапод. Одно из древнейших четвероногих, которое нашли на территории России, носит название Parmastega aelidae. Интересно, что оно вело водный образ жизни, сходный с таковым для крокодилов, но дышало жабрами, а не легкими, как большинство современных тетрапод.
Светлана Ястребова
Рост численности медведей и волков в Йеллоустоне изменил привычки этих хищниц
Несколько десятилетий назад пумы из Йеллоустонского национального парка часто охотились на оленей и других травоядных на открытой местности — однако теперь предпочитают искать добычу в лесах и среди скал. По мнению зоологов, это связано с тем, что в парке благодаря охране выросла численность бурых медведей, барибалов и волков, которые иногда отнимают у этих кошек еду. Чтобы избежать конкуренции с этими хищниками, пумам пришлось перейти к засадной охоте на пересеченной местности. Результаты исследования представлены на конференции Экологического общества Америки в Портленде, вкратце они них рассказывает New Scientist. Йеллоустонский национальный парк в США лишился большинства крупных хищников в 1920-1930 годах. К этому времени люди полностью истребили здесь волков (Canis lupus) и пум (Puma concolor) и сильно сократили местные популяции бурых медведей (Ursus arctos) и барибалов (Ursus americanus). Однако в конце прошлого века хищные млекопитающие стали возвращаться в Йеллоустон. Пумам удалось повторно заселить парк своими силами, а волков реинтродуцировали сюда люди около тридцати лет назад. Численность обоих видов медведей в парке также выросла благодаря охране. Восстановление популяций хищников в Йеллоустоне преобразило местные экосистемы. Например, после возвращения волков численность чрезмерно расплодившихся в парке оленей вапити (Cervus canadensis) сократилась — а еще они стали вести себя осторожнее. В результате у местных ив (Salix spp.), которые прежде нещадно объедались этими травоядными, появилась возможность вырастать более высокими. Однако йеллоустонские волки, пумы и медведи оказывают влияние не только на свою добычу, но и друг на друга. Команда зоологов под руководством Джека Рэйба (Jack Rabe) из Университета Миннесоты решила больше узнать о взаимоотношениях крупных хищников Йеллоустона. Исследователи сосредоточили внимание на пумах. Эти дикие кошки — искусные охотники, но иногда их добычу отбирают медведи и волки. Чтобы понять, как пумы справляются с этой проблемой, авторы отследили перемещения 13 представителей вида в северной части Йеллоустона с помощью GPS-передатчиков. За 2016-2022 годы Рэйб и его коллеги зафиксировали 47 случаев успешной охоты йеллоустонских пум, в основном на оленей. В 30 процентах случаев исследователи обнаружили признаки того, что места, где эти хищницы убили жертву, посещали бурые медведи или барибалы. Вероятно, по крайней мере иногда медведи отбирали у пум их добычу. Волки приходили к местам, где пумы убивали жертв, лишь в восьми процентах случаев. Таким образом, медведи, судя по всему, хорошо приспособлены к поиску добычи пум, а волки справляются с этим хуже — либо просто менее многочисленны на территории парка. Затем исследователи сравнили полученные данные о перемещениях пум в Йеллоустоне с аналогичными сведениями двадцатилетней давности. Оказалось, что два десятилетия назад эти хищницы регулярно охотились в равнинных частях парка, однако теперь добывают большинство жертв на пересеченной местности, например, в лесах и горах. Рэйб с соавторами предполагают, что это реакция на рост численности бурых медведей, барибалов и, в меньшей степени, волков. Двадцать лет назад у йеллоустонских пум было мало конкурентов, поэтому они могли спокойно охотиться на оленей и других травоядных на открытой местности. Однако теперь в парке стало больше медведей и волков, которые периодически отнимают у этих кошек добычу. В результате пумам пришлось перейти к засадной охоте среди деревьев и скал, с которой они справляются лучше других хищников. Так они избегают конкуренции и снижают риск, что кто-то заметит их добычу и позарится на нее. По словам авторов исследования, охота на пересеченной местности более характерна для пум. Таким образом, изменившееся поведение этих кошек можно считать очередным свидетельством того, что экосистемы Йеллоустона постепенно возвращаются к естественному состоянию. Пумы опасаются не только медведей. Несколько лет назад зоологи выяснили, что эти кошки боятся человеческих голосов — причем настолько сильно, что, услышав их, даже бросают недоеденную добычу и убегают.