Птерозаврам для покорения неба не понадобился большой мозг
У птерозавров и птиц мозг, готовый к полету, развивался по-разному
Крылья, рассекающие воздух, парение в небе – способность к полету кажется нам почти чудом. В мире позвоночных это эволюционное достижение – большая редкость, появившаяся за всю историю лишь трижды: у птиц, летучих мышей и у давно исчезнувших властителей мезозойского неба – птерозавров. Именно птерозавры стали первыми пионерами, поднявшись в воздух более 220 миллионов лет назад, задолго до археоптерикса.
Однако если эволюция мозга птиц, унаследованного от динозавров, была относительно изучена, то нейробиологическая история птерозавров долгое время оставалась загадкой. Каким образом у них развился мозг, способный управлять сложнейшим процессом полета? Ответ на этот вопрос удалось найти только сейчас, и он меняет наши представления о том, что же на самом деле требуется для покорения небес.
Прорыв совершила международная группа ученых, опубликовавшая свое исследование в журнале Current Biology. Ключом к разгадке стало открытие ископаемого родственника птерозавров – небольшого лагерпетидного архозавра по имени Иксалерпетон (Ixalerpeton), чьи останки возрастом 233 миллиона лет были найдены в Бразилии. Как пояснил ведущий автор работы Марио Бронзати, это открытие впервые позволило заглянуть в «мозговую кухню» птерозавров на самых ранних этапах ее формирования. Если птицы унаследовали базовую структуру мозга от своих предков-теропод, то птерозавры, как выяснилось, создавали свои «бортовые компьютеры» практически с нуля.
Чтобы воссоздать эту эволюционную летопись, ученые применили методы высокоточного 3D-сканирования и проанализировали форму мозга более тридцати видов, включая птерозавров, их родственников, динозавров, предков птиц, а также современных крокодилов и птиц. Статистический анализ размеров и трехмерной формы эндокраниальных слепков позволил составить карту пошаговых изменений в анатомии мозга, которые сопровождали зарождение полета.
Ожидалось, что столь сложный вид передвижения должен требовать значительного увеличения мозга для координации сенсорной и моторной информации. Однако исследование принесло сенсационные открытия. Оказалось, что мозг птерозавров был гораздо меньше, чем у птиц. Это указывает на то, что для самого полета большой мозг не является обязательным условием.
Уникальной чертой мозга птерозавров стал значительно увеличенный флоккулус – область мозжечка, отвечающая, вероятно, за обработку сенсорных данных от перепончатых крыльев и стабилизацию взгляда в полете. При этом у их ближайшего родственника, иксалерпетона, который, вероятно, был обитателем деревьев и обладал улучшенным зрением, этот флоккулус оставался скромных размеров.
Еще одним удивительным открытием стало то, что общая форма мозга птерозавров больше всего напоминала мозг небольших птицеподобных динозавров, таких как троодонтиды, которые практически не летали. Это наглядно демонстрирует, что птерозавры и птицы представляют собой два абсолютно независимых эволюционных эксперимента.
Птицы унаследовали мозг, уже предрасположенный к полету, от своих предков-динозавров, в то время как птерозавры «изобрели» мозг, готовый к полету, одновременно с появлением самих крыльев.
Ключевой вывод исследования заключается в том, что большой мозг, по-видимому, не является необходимым для полета. Его последующее увеличение как у птиц, так и, вероятно, у некоторых птерозавров, было связано не с самим умением летать, а с развитием когнитивных способностей и сложного поведения.