Киты и дельфины, у которых отсутствуют внешние уши, полагаются на технику, называемую эхолокацией, для навигации и охоты в темноте. Подобно крикам и прислушиванию к эху, эти животные издают высокие звуки, которые отражаются от предметов и возвращаются к ним, позволяя им составить карту своего окружения.
Их черепа и мягкие ткани рядом и внутри дыхала асимметричны, а это означает, что их структура на одной стороне больше или имеет другую форму, чем ее аналог на противоположной стороне. Эта «однобокость» позволяет воспроизводить звук. В то же время заполненная жиром нижняя челюсть проводит звуковые волны во внутреннее ухо, позволяя животным определять, откуда доносятся звуки (направленный слух).
Тем не менее, как киты и дельфины развили этот сложный «встроенный гидролокатор», до конца не понятно.
Новое исследование, проведенное в соавторстве Джонатаном Гейслером, заведующим кафедрой анатомии Нью-Йоркского технологического института, и Робертом Боессенекером, научным сотрудником Музея палеонтологии Калифорнийского университета, дает жизненно важные подсказки.
Исследователи проанализировали большую коллекцию окаменелостей, в которую вошли два древних вида дельфинов рода ксенороф (Xenorophus), один из которых является новым для науки. Эти виды являются одними из примитивных представителей Odontoceti, подотряда морских млекопитающих, в который входят все современные эхолоцирующие киты и дельфины.
Ксенороф был крупным существом длиной примерно три метра, которое плавало в водах восточной части Северной Америки 25–30 миллионов лет назад и, вероятно, питалось рыбой, акулами, морскими черепахами и мелкими морскими млекопитающими. Внешне он напоминал современных дельфинов, но имел несколько сцепленных между собой коренных зубов, очень похожих на те, что были у его наземных предков.
Как и современных китов, у ксенорофа была асимметрия вокруг дыхала, хотя и не такая выраженная, как у его современных родственников. Примечательно, что у него также наблюдалось отчетливое скручивание и смещение морды на несколько градусов влево. Предыдущие исследования на других древних китах предполагают, что этот «изгиб морды» может быть связан с асимметричным расположением жировых тел в челюсти, увеличивающим способность направленного слуха.
Однако ксенороф пошел еще дальше. Акустические жировые тела на нижней челюсти были наклонены, что еще больше усиливало направленный слух. Этот изгиб морды и наклон жировых тел, возможно, действовали как асимметричные уши сов, которые могут определять точное местоположение добычи по их звукам.
Новые данные свидетельствуют о том, что ксенороф, с менее выраженной асимметрией возле дыхала, возможно, не так хорошо воспроизводил высокие звуки или слышал высокие частоты, как современные зубатые киты. Однако он смог определить местонахождение звуков. Таким образом, ксенороф, вероятно, ознаменовал ключевой переход в истории того, как киты и дельфины начали использовать эхолокацию.
«Хотя эта асимметрия наблюдается и у других древних китов, у ксенорофа она самая ярко выраженная из всех китов, дельфинов или морских свиней, ныне живущих или вымерших», — сказал Боссенекер. «Кроме того, хотя асимметрия, ориентированная на дыхало, у современных зубатых китов может быть прослежена до ксенорофа и других его родственников, скручивание и смещение морды сегодня больше не наблюдается. Это говорит о том, что ксенороф является важной частью головоломки в понимании того, как киты и дельфины развили свои способности к эхолокации».
«Биологическая симметрия, или зеркальное отображение частей тела в анатомических плоскостях, является важной особенностью в истории эволюции животных и человека. Однако наши исследования показывают важную роль асимметрии в адаптации к различным средам, и что асимметрия не всегда индивидуальное проявление отдельных особей или искажённых окаменелостей» - сказал Гейслер.
В качестве следующего шага исследователи будут изучать других зубатых китов и искать изогнутую в одну сторону морду. Эти будущие исследования могут помочь определить, широко ли распространена эта особенность.
Источники информации
- Robert W. Boessenecker et al, New Skeletons of the Ancient Dolphin Xenorophus sloanii and Xenorophus simplicidens sp. nov. (Mammalia, Cetacea) from the Oligocene of South Carolina and the Ontogeny, Functional Anatomy, Asymmetry, Pathology, and Evolution of the Earliest Odontoceti, Diversity (2023). DOI: 10.3390/d15111154
