Эволюционный успех ян-рукокрылых объяснили открытым каналом Розенталя

Зоологи обнаружили важное отличие между двумя современными группами рукокрылых. Оказалось, что у представителей подотряда Yangochiroptera, к которому относится большинство современных летучих мышей, анатомическая структура внутреннего уха под названием канал Розенталя имеет открытую или ажурную стенку, причем строение данного канала сильно варьирует от вида к виду. Это положительно сказывается на их способностях эхолокации. Неудивительно, что представителям группы Yangochiroptera удалось освоить разнообразные экологические ниши. Для сравнения, у рукокрылых из подотряда Yinpterochiroptera, к которому относятся крыланы и некоторые летучие мыши, канал Розенталя имеет плотные стенки и устроен примерно одинаково у разных видов. Результаты исследования опубликованы в статье для журнала Nature.

Долгое время зоологи разделяли отряд рукокрылых (Chiroptera) на две основные группы: летучих мышей (Microchiroptera) и крыланов (Megachiroptera). Первые отличаются относительно мелкими размерами и активно используют эхолокацию, чтобы ориентироваться в пространстве и охотиться. Вторые крупнее и, предпочитают эхолокации зрение. Такая классификация кажется очень логичной. Однако генетические исследования, проведенные в начале нынешнего века, показали, что она неверна. Согласно современным представлениям, крыланы вместе с пятью семействами летучих мышей, включая подковоносов (Rhinolophidae) и ложных вампиров (Megadermatidae), формируют один подотряд (Yinpterochiroptera), а около пятнадцати остальных семейств летучих мышей — второй (Yangochiroptera). Устоявшихся русских названий для этих групп не существует, но, поскольку их латинские обозначения происходят от заимствованных из древнекитайской философии терминов инь и ян, в теории их можно называть инь-рукокрылыми и ян-рукокрылыми, как мы и поступили в заголовке.

Глядя на новое эволюционное древо рукокрылых, трудно однозначно ответить на вопрос, когда эти млекопитающие начали пользоваться эхолокацией. Возможно, данная способность появилась уже у общего предка всех рукокрылых, но крыланы ее утратили. Согласно альтернативной гипотезе, древнейшие рукокрылые не пользовались эхолокацией, а представители подотрядов Yinpterochiroptera (за исключением подавляющего большинства крыланов) и Yangochiroptera приобрели этот навык независимо друг от друга.

Команда зоологов под руководством Бенджамина Сульсера (R. Benjamin Sulser) из Американского музея естественной истории решила больше узнать об эволюции эхолокации у рукокрылых. Для этого исследователи с помощью компьютерной томографии и гистологического анализа изучили строение внутреннего уха 39 видов летучих мышей и крыланов из 19 семейств. В центре их внимания оказалась структура под названием спиральный ганглий — совокупность тел биполярных нейронов, расположенных в костном стержне улитки. Аксоны этих нейронов формируют кохлеарный нерв, по которому слуховая информация передается от волосковых клеток кортиева органа к кохлеарным ядрам головного мозга.

Спиральный ганглий заключен в костный канал — так называемый канал Розенталя. У подавляющего большинства сумчатых и плацентарных млекопитающих, включая крыланов и летучих мышей из подотряда Yinpterochiroptera, стенки этой структуры толстые, с рядом мелких отверстий на одной из сторон. Через эти отверстия наружу выходят аксоны нейронов, сливающиеся в ствол кохлеарного нерва. Однако у представителей подотряда Yangochiroptera Сульсер и его соавторы обнаружили совершенно иную картину. У некоторых видов этих рукокрылых одна из стенок канала Розенталя частично или почти полностью исчезла, а у других стала ажурной, с многочисленными крупными отверстиями.

Исследователи отмечают, что строение канала Розенталя у Yangochiroptera значительно варьирует от вида к виду. Судя по всему, общий предок данной группы обладал открытым каналом, а затем у отдельных видов из разных семейств возникла ажурная стенка. Представители рода зайцегубов (Noctilio) и вовсе вторично обзавелись закрытым каналом стандартного строения. Напротив, у Yinpterochiroptera строение канала Розенталя очень консервативное и примерно совпадает у разных видов.

От формы канала Розенталя зависят диаметр и плотность спирального ганглия — а значит, и его способность передавать слуховые сигналы. В канале с открытой или ажурной стенкой можно уместить больше нейронов, заложив основу для более качественной эхолокации. Сульсер и его коллеги допускают, что необычное строение канала Розенталя позволило представителям Yangochiroptera освоить различные эхолокационные стратегии и занять многочисленные экологические ниши. Возможно, именно поэтому данная группа достигла большего успеха, чем Yinpterochiroptera: сегодня к ней принадлежит 82 процента всех видов рукокрылых, использующих эхолокацию. Представителям подотряда Yinpterochiroptera, у которых строение канала Розенталая более консервативное, не удалось достичь такого же уровня разнообразия.

К сожалению, полученные результаты не приблизили исследователей к ответу на вопрос, на каком этапе своей истории рукокрылые освоили эхолокацию. Тем не менее, авторы надеются, что, изучая анатомию внутреннего уха ископаемых летучих мышей и крыланов, можно будет пролить свет на эволюцию этой группы.

Большие ночницы (Myotis myotis) меняют тактику эхолокации при переходе от преследования жертвы к ее поимке. Вместо того чтобы сканировать большие объемы воздуха с помощью интенсивных сигналов эти летучие мыши сокращают интенсивность криков и увеличивают их частоту. Это позволяет получить более узкую, но быстро обновляемую картинку.

Сергей Коленов

Нашли опечатку? Выделите фрагмент и нажмите Ctrl+Enter.
В американском зоопарке родился единственный в мире жираф без пятен

Юная самка окрашена в коричневый цвет

В зоопарке Брайтс в американском штате Теннесси 31 июля родился детеныш жирафа (Giraffa camelopardalis) без пятен. Вместо этого юная самка окрашена в однородный коричневый цвет. Для сравнения, шкура ее матери покрыта нормальным для жирафов узором из крупных темных пятен на желтоватом фоне. Как отмечает The Guardian, жирафы без пятен появляются исключительно редко, поэтому самка из зоопарка Брайтс, скорее всего, является единственным ныне живущим представителем своего вида с подобной окраской. https://youtu.be/ioV1vj5-Ams Считается, что пятнистая расцветка позволяет жирафам сливаться с ландшафтом и охлаждаться в жаркую погоду. Кроме того, индивидуальный узор на шкуре помогает этим травоядным узнавать сородичей (с которыми они могут формировать дружеские отношения). Однако родившийся в зоопарке детеныш всю жизнь будет окружен заботой смотрителей, так что отсутствие пятен вряд ли доставит ему неудобства. Сейчас юная самка остается под опекой матери. Она быстро растет и уже достигла роста в 180 сантиметров. А в ближайшее время пройдет голосование, чтобы подобрать детенышу имя. Сотрудники зоопарка надеются, что интерес к жирафу без пятен привлечет внимание к быстрому сокращению численности его диких сородичей в Африке.