Исследование черепа Thrinaxodon открывает новые горизонты в понимании эволюции слуха у млекопитающих, демонстрируя наличие сложной слуховой системы у древнего организма.
Развиты слуховые способности стали одним из основополагающих факторов успеха млекопитающих в процессе их эволюции. Современные представители этого класса используют среднее ухо, состоящее из барабанной перепонки и миниатюрных косточек, что позволяет им воспринимать широкий диапазон звуков различной интенсивности. Вероятно, это умение давало ночным видам значительные преимущества перед доминирующими динозаврами, отмечает ScienceDaily.
Недавно исследователи из Чикагского университета получили новые данные, свидетельствующие о том, что эффективный слух возник значительно раньше, чем предполагалось ранее. Исследуя хорошо сохранившийся череп и нижнюю челюсть Thrinaxodon liorhinus — древнего предшественника млекопитающих, жившего около 250 млн лет назад, ученые применили методы компьютерной томографии и инженерного моделирования. Результаты показали, что у Thrinaxodon, возможно, имелась крупная барабанная перепонка, эффективно реагирующая на воздушные колебания, что указывает на существование такого механизма слуха на десятки миллионов лет раньше прежних оценок.
Thrinaxodon относился к классу цинодонтов — переходных форм между рептилиями и современными млекопитающими, существовавшими в раннем триасовом периоде. Среди отличительных черт цинодонтов выделяются специфические зубы, усовершенствованное небо и дыхательная система, а также признаки теплокровности и шерстяного покрова. У примитивных представителей группы кости среднего уха оставались частью нижней челюсти. Лишь позднее произошло разделение этих костей, что привело к современному строению среднего уха, значительно улучшившему слуховые способности.
Около полувека назад палеонтолог Эдгар Аллин выдвинул гипотезу, согласно которой цинодонты, подобные Thrinaxodon, имели мембрану, растянутую вдоль крючкообразной части челюсти, схожую с современной барабанной перепонкой. Ранее считалось, что подобные существа воспринимали звук в основном через костную проводимость, ощущая вибрации земли. Гипотеза Аллина выглядела многообещающей, но долгое время не существовало практических методов для ее подтверждения.
Современные технологии визуализации произвели настоящую революцию в палеонтологии, позволяя получать детальную информацию из ископаемых образцов без вреда. Команда ученых провела высокоточное сканирование образца Thrinaxodon из музея в Калифорнии, создав точную трехмерную модель головы и нижней челюсти. Для дальнейшего анализа использовалась программа Strand7, предназначенная для расчетов методами конечных элементов. Такой подход дал возможность оценить реакцию структуры черепа и челюсти на воздействие различных уровней шума и частоты колебаний.
Ученые обнаружили, что наличие крупной мембраны в области сочленения челюстной кости у Thrinaxodon значительно увеличивало способность воспринимать звуки, передаваемые по воздуху. Размер и форма моделируемой мембраны приводили к сильным резонансным колебаниям, достаточным для стимуляции нервных клеток и распознавания широкого спектра звуковых волн. Хотя вибрационное восприятие, основанное на движении челюсти, вероятно, также играло важную роль, барабанная перепонка отвечала за большую часть слуха животного.
Таким образом, новое исследование подтверждает наличие продвинутых механизмов слуха у предков млекопитающих задолго до появления современного строения среднего уха.
Ученые также нашли окаменелости с удивительной детализацией, возраст которых составляет 340 млн лет.
Фото: hi-tech.mail.ru