Юрський ширяючий родич ссавців проливає нове світло на еволюцію середнього вуха ссавців

Вимерлий світ | Юрський ширяючий родич ссавців проливає нове світло на еволюцію середнього вуха ссавців

Палеонтологи з США та Китаю дослідили кістки середнього вуха Vilevolodon diplomylos, ширяючого еухараміїда, який жив у епоху середньої Юри, близько 160 мільйонів років тому, і виявили, що вони надзвичайно схожі на кістки сучасних однопрохідних (Monotremata).

Палеонтологи знають, що у найближчих родичів ссавців три слухові кістки – молоточок, коваделко і стремінце – були прикріплені до нижньої щелепи і функціонували разом з нею, слугуючи як для жування, так і для слуху.

У багатьох лініях ссавців ці кістки з часом від’єднувались від нижньої щелепи і починали виконувати лише слухові функції. Деталі цього переходу були загадковими.

Вимерлий світ | Юрський ширяючий родич ссавців проливає нове світло на еволюцію середнього вуха ссавців
Екземпляр Vilevolodon diplomylos з добре збереженими слуховими кісточками. a – загальний вигляд; темні плями навколо скелету – залишки літальної перетинки. b – череп. c – нижня щелепа. d, e – слухові кісточки: коваделко (показане синім кольором), молоточок (зелений), барабанна кістка (червона). Зображення з статті в Nature

У новому дослідженні професор Шундун Бі (Shundong Bi) з Університету Юньнань та Університету Індіани в Пенсільванії та його колеги провели комп’ютерну томографію добре збережених молоточка та коваделка Vilevolodon diplomylos. Вчені виявили, що слухові кістки давньої тварини надзвичайно схожі на кістки сучасних однопрохідних (Monotremata). Оскільки хараміїди та однопрохідні не вважаються тісно пов’язаними, ця схожість може демонструвати дивовижний приклад конвергентної еволюції. Також, виходячи з будови вуха, хараміїд слід відносити не до ссавцеподібних, а до справжніх ссавців.

Дослідники побудували нове еволюційне дерево ссавців з урахуванням нових даних по Vilevolodon і опублікованих раніше (і в ряді випадків критично переосмислених) морфологічних даних по мезозойських ссавцях. Спрощений варіант дерева показаний на рисунку нижче. Виявилося, що кронові, вони ж «справжні» ссавці (група, що включає спільного предка однопрохідних і терієвих і всіх його нащадків) з’явилися ще в тріасі, не менше 215 млн років тому – на 30 млн років раніше, ніж припускали деякі фахівці. На малюнку момент появи власне ссавців відповідає поділу предків однопрохідних і теріевих (відзначений буквою M). Хараміїди, близькі до них мультитуберкуляти і багато інших вимерлих груп виявилися всередині крони ссавців – між однопрохідними і терієвими.

Вимерлий світ | Юрський ширяючий родич ссавців проливає нове світло на еволюцію середнього вуха ссавців
Спрощене еволюційне дерево ссавців, побудоване з урахуванням нових даних. Внизу показана геохронологічна шкала і час в млн років тому. Вузли дерева: A – Allotheria; C – Cladotheria; El – Eleutherodontidae; Eu – Eutriconodonta; G – Gondwanatheria; Ha – Haramiyida; M – Mammalia; Mf – Mammaliaformes; Mt – Multituberculata; Sp – Spalacotherioidea; T – Theria; Tr – Trechnotheria. Малюнок з статті в Nature.

Автори докладно обговорюють тонкі деталі будови слухових кісток і їх еволюцію. Зрозуміло, що в цій еволюції було безліч паралелізмів: одні й ті ж ознаки з’являлися незалежно в різних гілках ссавцеподібних і ссавців. Наприклад, меккелева борозна (жолобок на нижній щелепі, куди прикріплявся меккелів хрящ) зникала як мінімум вісім разів і один раз з’явилася заново. На жаль, зникнення меккелевої борозни не у всіх випадках можна впевнено інтерпретувати як перехід від проміжного стану «слухові кісточки з’єднуються з щелепою меккелевим хрящем» до просунутого стану «кісточки повністю відокремлені». Автори наводять кілька прикладів сучасних і викопних ссавців, у яких кісточки відокремлені, але меккелева борозна все одно присутня (у Vilevolodon і інших хараміїд її немає).

Самі слухові кістки зберігаються набагато рідше, ніж нижня щелепа і борозни на ній, тому їх еволюцію поки можна реконструювати лише в найзагальніших рисах. Дослідники звертають особливу увагу на форму коваделка і спосіб його зчленування з молоточком. На їхню думку, початково у ссавців коваделко мала просту форму, а зчленування з молоточком було широким, плоским і малорухливим. Цей початковий стан зберігся у Vilevolodon і сучасних однопрохідних, чим і пояснюється дивовижна схожість середньоюрського літуна з Китаю з однопрохідними за цими ознаками (втім, не можна повністю виключити і варіант паралельної еволюції).

В інших лініях цей початковий стан зазнавав різних модифікацій. Один з варіантів зустрічається у ранньокрейдового ссавця Liaoconodon з вимерлого ряду Eutriconodonta. У терієвих еволюція молоточка і коваделка пішла іншим шляхом: коваделко набуло хитромудрої форми, а зчленування стало сідлоподібним. Можливо, це було пов’язано з розвитком особливо чуйного слуху у терієвих. На думку авторів, еволюційні зміни коваделка, молоточка і їх зчленування відображають поступову втрату цими кісточками «силових» функцій, пов’язаних з роботою щелеп, і спеціалізацію на слуховій функції.

Джерела
  1. https://elementy.ru/novosti_nauki/433763/Slukhovye_kostochki_sredneyurskogo_planiruyushchego_zverka_vilevolodona_byli_ustroeny_kak_u_utkonosa
  2. http://www.sci-news.com/paleontology/vilevolodon-diplomylos-middle-ear-09452.html
Поширити