Новое исследование отвечает на вопрос, как появилась эхолокация у древних дельфинов и китов
Новое исследование дает представление о том, как зубатые киты и дельфины научились ориентироваться в подводном мире с помощью звуковых волн.
Киты и дельфины, у которых нет ушей, используют технику, называемую эхолокацией, для навигации и охоты в темноте. Подобно крикам и прислушиванию к эху, эти животные издают высокие звуки, которые отражаются от объектов, что позволяет им составить в уме карту своего окружения.
Их черепа и мягкие ткани рядом и внутри дыхала асимметричны, а это означает, что структура на одной стороне больше или имеет другую форму, чем ее аналог на другой стороне. Такая «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. Теперь новое исследование дает важные подсказки.
Ученые проанализировали большую коллекцию окаменелостей, в которую вошли два древних вида дельфинов рода Xenorophus, один из которых является новым для науки. Эти виды были одними из примитивных представителей Odontoceti, подотряда морских млекопитающих, в который входят все живые киты и дельфины.
Ксенороф был крупным морским животным длиной примерно три метра, которое плавало в водах восточной части Северной Америки 23–28 миллионов лет назад (поздний олигоцен) и, вероятно, питалось рыбой, морскими черепахами и мелкими морскими млекопитающими. Внешне он напоминал современных дельфинов, но имел несколько сцепленных между собой коренных зубов, как у предков наземных млекопитающих.
Подобно современным зубатым китам, у Ксенорофа была асимметрия вокруг дыхала, хотя и не такая выраженная, как у его ныне живущих 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.
Толстые тела нижних челюстей, выполнявшие функцию наружных ушей у наземных млекопитающих, были наклонены у Ксенорофа, что еще больше усиливало направленный слух. Этот изгиб морды и наклон жировых тел, возможно, были похожи на 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 был так способен производить высокие звуки или слышать высокие частоты, как современные зубатые киты.
Однако он мог определять местонахождение звуков. Таким образом, Ксенороф, вероятно, ознаменовал ключевой переход в истории того, как киты и дельфины начали использовать эхолокацию.
В качестве следующего шага палеонтологи будут изучать других зубатых китов и искать изогнутую в одну сторону морду. Эти будущие исследования могут помочь определить, широко ли распространена эта особенность.
Исследование было опубликовано в журнале Diversity.