Зубатые и усатые киты независимо приобрели сходные черты

В олигоценовых отложениях на территории Южной Каролины нашли почти полный скелет крупного дельфина Ankylorhiza tiedemani, сообщается в Current Biology. Строение его конечностей позволило предположить, что зубатые киты (к ним относятся дельфины) и усатые киты (к ним относится, например, синий кит) развили некоторые адаптации к водному образу жизни конвергентно — в сходных условиях, но независимо друг от друга. В число таких адаптаций входят укороченные плечевые кости, отсутствие бугорка на лучевой кости и узкий конец хвоста. А судя по черепу и зубам этого дельфина, он охотился на крупную добычу и занимал экологическую нишу, похожую на ту, что сейчас принадлежит косаткам.

По некоторым предположениям, предки китообразных были похожи на водяного оленька, который при угрозе со стороны хищников ныряет. Однако эти копытные — вели они себя как водяной оленек или нет — не были приспособлены к тому, чтобы все время проводить в воде. За примерно 50 миллионов лет китообразные приобрели множество адаптаций к новой среде обитания: задние конечности у них редуцировались; хвост стал плавником и основным органом передвижения; передние конечности тоже превратились в плавники, но рулевые; позвоночник на большем протяжении утратил возможность сильно изгибаться, и позвонки в нем короткие. Кроме того, изменились и внутреннее ухо, и покровы тела, и даже головной мозг.

Современные китообразные делятся на две основные группы: зубатые и усатые киты. Как таксоны они возникли 34–36 миллионов лет назад. Базилозавриды, от которых, по-видимому, произошли усатые киты, двигались за счет изгибов всего позвоночника, а не его хвостовой части. Плечевые кости у них были довольно длинными, и многих особенностей анатомии, типичных для ныне живущих китообразных, у них еще не было. Соответственно, у зубатых и усатых китов ряд приспособлений к плаванию мог возникнуть независимо, и их набор не обязательно должен совпадать.

Понять больше о том, как и что менялось в облике зубатых и усатых китов, помогло исследование практически полного скелета дельфина Ankylorhiza tiedemani возрастом 24,7–23,5 миллиона лет, найденного в Южной Каролине. Его провели американские палеонтологи во главе с Робертом Бесснеккером (Robert Boessenecker) из Палеонтологического музея Калифорнийского университета. Ранее от представителей этого вида нашли только рострум — переднюю часть верхней челюсти. Теперь же стало яснее, какую длину имело животное (4,8 метра), как были устроены его зубы (в отличие от современных зубатых китов, у этого дельфина зубы имели по два корня), и некоторые другие детали.

Длину позвонков, а также различных костей в составе передних конечностей ископаемого дельфина сравнили с длиной аналогичных костей передних конечностей других вымерших, а также современных зубатых и усатых китов. Так оказалось, что по строению Ankylorhiza tiedemani занимает промежуточное положение между базилозавридами и современными зубатыми китами. По систематическому положению это один из базальных зубатых китов.

В ходе описанного анализа неожиданно выяснилось, что некоторые особенности скелета позвоночника появились у усатых и зубатых китов в ходе конвергентной эволюции — независимо, но в похожих условиях. Это, например, уменьшение некоторых суставных отростков на позвонках, связанных с ребрами, узкий конец хвоста, к которому крепятся лопасти плавника (раньше он был шире, и у Ankylorhiza tiedemani он почему-то широкий). Также стало понятно, что увеличение числа хвостовых позвонков до 24 и более у зубатых китов происходило три раза, а у усатых китов — два раза (правда, в обеих групах есть таксоны, где оно снижено до 16–19).

Конвергентная эволюция коснулась и передних конечностей зубатых и усатых китов. В первую очередь речь о дельтовидном гребне плечевой кости и бугорка на лучевой кости: они значительно уменьшились, а у кого-то и вовсе исчезли. Это связано с перестройкой крепления мышц и направлением их сокращения, и в конечном счете направлено на большую эффективность движений плавника.

Это неполный список изменений, происхождение которых стало понятно в ходе анализа скелета Ankylorhiza tiedemani (здесь можно посмотреть, как выглядят его кости, и прочитать подробнее на английском) и прочих китообразных, но указанные в нем, пожалуй, одни из наиболее важных.

Крепкие зубы A. tiedemani с массивным цементом, расположенные на коротком роструме, указывают на то, что его добыча была крупной (грубо говоря, на нее приходилось сильно надавливать). Учитывая, что это один из крупнейших зубатых китов позднего олигоцена, этот дельфин, скорее всего, занимал роль главного хищника в сообществах. Вероятно, из современных китообразных по экологической нише он был ближе всего к косаткам. За 4–5 миллионов лет до него эта ниша пустовала, так как базилозавриды, которые могли ее занимать, уже вымерли.

Остатки усатых китов сохранились и в нашей стране — например, в Чечне и Адыгее. Многие животные, чьи кости обнаружили там, относятся к семейству цетотериевых. Недавно, весной 2020 года, стало известно, что представители одного из родов цетотериевых, Zygiocetus, обитали и западнее: фрагменты их скелетов нашли на раскопках на Керченском полуострове.

Светлана Ястребова