Жевание у млекопитающих отделилось от слуха ещё в мезозое

Найденные мезозойские млекопитающие, судя по всему, умерли от естественных причин.

Найденные мезозойские млекопитающие, судя по всему, умерли от естественных причин.
Иллюстрация Zhao Chuang.

Найденные останки оказались удивительно полными.

Найденные останки оказались удивительно полными.
Иллюстрация Mao Fangyuan.

Древние млекопитающие позволили изучить важный эволюционный прорыв.

Древние млекопитающие позволили изучить важный эволюционный прорыв.
Иллюстрация Zhao Chuang.

Реконструкция скелета представителя вида Origolestes lii.

Реконструкция скелета представителя вида Origolestes lii.
Иллюстрация Mao Fangyuan.

Найденные мезозойские млекопитающие, судя по всему, умерли от естественных причин.
Найденные останки оказались удивительно полными.
Древние млекопитающие позволили изучить важный эволюционный прорыв.
Реконструкция скелета представителя вида Origolestes lii.

У предков млекопитающих слуховой и жевательный аппараты были буквально неразделимы, а у современных зверей они полностью разделены. Когда же случилась эта анатомическая революция, освободившая две системы друг от друга и позволившая каждой из них совершенствоваться в своём направлении? Новая находка показывает, что это случилось ещё до вымирания динозавров.

Открытие описано в научной статье, опубликованной в журнале Science.

Жевательный и слуховой аппараты расположены в черепе так близко не случайно. У предков млекопитающих это был буквально один и тот же комплекс, развившийся из жаберных дуг рыб. И до сих пор развитие обоих систем регулируют во многом одни и те же гены. Но у современных зверей они анатомически разделены: слуховые косточки не соединяются с челюстью. Вероятно, это разделение позволило млекопитающим лучше приспособить жевательный аппарат для жевания, а слуховой – для улавливания звуков.

Когда же произошёл этот эволюционный прорыв? Ещё недавно у учёных совсем не было данных на этот счёт. Млекопитающие – ровесники динозавров, но большинство мезозойских зверей известны лишь по сохранившимся зубам (напомним, что зубная эмаль – самая твёрдая ткань в организме).

Найденные останки оказались удивительно полными.

Теперь же палеонтологи описали древнейший вид, у которого слуховые и жевательные кости уже полностью разделены. Он относится к началу последнего периода мезозойской эры – мелового.

Вид получил название Origolestes lii. Он относится к группе симметродонтов, заявившей о себе ещё в триасовом периоде. Ископаемое было найдено на северо-востоке Китая, в ареале так называемой биоты Жэхэ (Jehol Biota).

Исследователи обнаружили несколько скелетов. Судя по их расположению, животные отошли в мир иной спокойно, а их трупы не потревожили падальщики. Проще говоря, этим существам ничего не откусили ни до, ни после смерти. Такая высокая сохранность останков позволила судить не только о том, какие кости были у O. lii, но и о том, каких костей у него не было.

Древние млекопитающие позволили изучить важный эволюционный прорыв.

Палеонтологи реконструировали трёхмерное строение черепа этих зверей с помощью микротомографии высокого разрешения. Построенные модели среднего уха, вероятно, являются самыми подробными, которые только существуют для мезозойских млекопитающих. По ним палеонтологи выяснили, что слуховые косточки у этого вида не имели костной связи с нижней челюстью.

Исследователи также изучили общее строение черепа, нижней челюсти и зубных рядов у O. lii, а также износ зубов обнаруженных особей. Оказалось, что нижняя челюсть у них совершала свободные и разнообразные кусательные и жевательные движения.

"Разнонаправленные движения нижней челюсти во время жевания, вероятно, стали одним из факторов отбора, который вызвал отрыв слуховых косточек от зубной кости и меккелева хряща", – говорит первый автор статьи Фанюань Мао (Fangyuan Mao) из Института палеонтологии позвоночных и палеоантропологии Китайской академии наук.

Реконструкция скелета представителя вида Origolestes lii.

Такое анатомическое новшество, вероятно, позволило слуховому аппарату эволюционировать в сторону восприятия высокочастотных звуков, а жевательному – освоить разнообразные движения, позволившие расширить рацион.

По строению среднего уха O. lii похож на современных млекопитающих. Однако, что любопытно, у него присутствует надугловая кость (suprangular bone), которой у современных млекопитающих нет (но она есть у остальных наземных позвоночных). Биологи пока не могут сказать точно, была ли эта кость полностью утрачена в процессе эволюции млекопитающих или редуцировалась в некую современную анатомическую деталь. Ответить на этот вопрос помогут будущие исследования.

К слову, ранее "Вести.Наука" (nauka.vesti.ru) писали о том, как динозавры изменили ДНК наших предков и как эволюция может превратить грызунов в гигантских хищников. Писали мы и о том, какие особенности внутреннего уха гепарда помогают ему охотиться.