Ученые выяснили, как саблезубый тигр Тилакосмил видел мир

В новом исследовании палеонтологи выяснили, как вымерший плотоядный сумчатый тигр с клыками, настолько большими, что они простирались через верхнюю часть черепа, мог эффективно охотиться, несмотря на широко расставленные глаза, как у коровы или лошади.

Черепа хищников обычно имеют обращенные вперед глазницы, что помогает обеспечить стереоскопическое (3D) зрение, полезную адаптацию для оценки положения добычи перед прыжком. Ученые определили, может ли саблезубый Тилакосмил (Thylacosmilus atrox) вообще видеть в 3D. Результаты исследования опубликованы в журнале Communications Biology.

Thylacosmilus жил в Южной Америке до своего исчезновения около 3 миллионов лет назад. Он был членом Sparassodonta, группы плотоядных млекопитающих, связанных с современными сумчатыми. Хотя виды спарассодонтов значительно различались по размеру — Thylacosmilus мог весить до 100 кг, — подавляющее большинство из них напоминало плацентарных хищников, таких как кошки и собаки, тем, что у них были обращенные вперед глаза и, предположительно, полное трехмерное зрение.

Напротив, глазницы Thylacosmilus, диета которого, по оценкам, состояла не менее чем на 70 процентов из мяса, — располагались так же, как у копытного — были обращенны в основном вбок. В этой ситуации поля зрения недостаточно перекрываются, чтобы мозг мог интегрировать их в 3D.

Возникает вопрос, почему у этого хищника развилась такая своеобразная адаптация?

Ученые использовали компьютерную томографию и виртуальные 3D-реконструкции для оценки организации глазниц (орбит) у ряда ископаемых и современных млекопитающих. Они смогли определить, как зрительная система Thylacosmilus выглядела бы по сравнению с другими хищниками или другими млекопитающими в целом.

Хотя у некоторых современных плотоядных встречается низкая орбитальная конвергенция, Thylacosmilus был экстремальным в этом отношении: у него значение орбитальной конвергенции составляло всего 35 градусов, по сравнению с показателем типичного хищника, такого как кошка — около 65 градусов.

Однако хорошее стереоскопическое зрение также зависит от степени фронтации, которая является мерой того, как глазные яблоки расположены внутри глазных орбит.

«Тилакосмил смог компенсировать расположение глаз по бокам головы, несколько выдвинув свои орбиты и ориентируя их почти вертикально, чтобы максимально увеличить перекрытие полей зрения», — говорят ученые.

«Несмотря на то, что его глазницы не были благоприятны для трехмерного зрения, он мог достичь примерно 70-процентного перекрытия поля зрения — очевидно, этого достаточно, чтобы сделать его успешным активным хищником».

«Компенсация, по-видимому, является ключом к пониманию того, как развивался череп Thylacosmilus», — сказал соавтор исследования Росс Макфи.

«На самом деле, модель роста клыков во время раннего развития черепа сместила глазницы от передней части лица, что привело к результату, который мы наблюдаем у черепов взрослых особей. Странная ориентация орбит у Thylacosmilus на самом деле представляет собой морфологический компромисс между основными функциями черепа, заключающийся в том, чтобы удерживать и защищать мозг и органы чувств, и побочной функции, уникальной для этого вида, заключающийся в том, чтобы обеспечить достаточно места для развития огромных клыков».

Боковое смещение глазниц было не единственной модификацией черепа, которую Thylacosmilus разработал для размещения своих клыков при сохранении других функций.

Расположение глаз сбоку черепа приближает их к височным жевательным мышцам, что может привести к деформации во время еды. Чтобы контролировать это, некоторые млекопитающие, в том числе приматы, развили костную структуру, закрывающую глазницы сбоку. Thylacosmilus сделал то же самое — еще один пример конвергенции между неродственными видами.

Остается последний вопрос: какой цели послужило создание огромных, постоянно растущих клыков, которые потребовали переделки всего черепа?

«Возможно, это каким-то неизвестным образом облегчило хищничество, — говорят ученые, — но если так, то почему ни один другой спарассодонт — или, если на то пошло, любое другое хищное млекопитающее — не развило ту же адаптацию конвергентно? Клыки Thylacosmilus не изнашивались, как резцы грызунов. Вместо этого они, кажется, просто продолжали расти у корня, в конечном итоге дойдя почти до задней части черепа».

«Искать четкие адаптивные объяснения в эволюционной биологии интересно, но в значительной степени бесполезно. Ясно одно: Thylacosmilus не был причудой природы, но в свое время и в своем месте он справлялся, по-видимому, весьма неплохо, чтобы выжить в качестве хищника. Мы можем рассматривать это как аномалию, потому что это не вписывается в наши предвзятые категории того, как должен выглядеть настоящий плотоядный млекопитающий, но эволюция диктует свои правила».