3D-реконструкция черепов проливает свет на эволюцию обезьян Нового Света
Исследователи использовали компьютерную томографию (КТ) для изучения и реконструкции черепных окаменелостей двух вымерших видов обезьян: Caipora bambuiorum и Cartelles coimbrafilhoi. Окаменелости были найдены почти 30 лет назад в пещерном комплексе в Баии, Бразилия, в регионе Каатинга.
Полученные изображения сравнили с изображениями черепов 14 современных видов приматов Центральной и Южной Америки. Это позволило идентифицировать адаптации и выявить ранее неизвестные связи между вымершими и современными видами.
«Это первое в истории исследование эндокраниальной морфологии с использованием окаменелостей обезьян Нового Света, или широконосых обезьян (platyrrhines)», — сообщил Андре Менезес Штраусс из Музея археологии и этнологии Университета Сан-Паулу (MAE-USP).
Используя слепки мозговой коробки, палеоантропологи проанализировали эндокраниальную морфологию, чтобы оценить форму и размер мозга ископаемых приматов. Результаты исследования, поддержанного Фондом исследований Сан-Паулу (FAPESP), опубликованы в American Journal of Physical Anthropology.
Методология исследования
Исследователи описали вариации формы черепа и эндокраниума у 14 видов, принадлежащих к четырём современным родам семейства Atelidae — Alouatta (ревуны), Ateles (паукообразные обезьяны), Brachyteles (шерстистые паукообразные обезьяны, или мирики) и Lagothrix (шерстистые обезьяны), — а также у вымерших видов C. bambuiorum и C. coimbrafilhoi.
Все 16 образцов были оцифрованы с помощью медицинского КТ-сканера. Для каждого образца создали виртуальную 3D-модель эндокраниума, а 3D-модели поверхностей черепа извлекли из данных КТ-сканирования.
Поскольку окаменелости были повреждены (особенно в области скуловых дуг), исследователи использовали две стратегии анализа:
- Для C. bambuiorum (с неповреждённой левой дугой) отразили её на повреждённую сторону в 3D-модели, воспользовавшись билатеральной симметрией.
- Для C. coimbrafilhoi (с отсутствующими обеими дугами) применили метод импутации для оценки положения отсутствующих частей.
Исследователи оцифровали 26 анатомических ориентиров (landmarks) и 373 полуориентира (semilandmarks) вдоль кривых и поверхностей каждого эндокраниума, а также 64 ориентира и 196 полуориентиров на каждом черепе. Эти данные послужили основой для многомерного анализа для сравнения характеристик всех 16 образцов.
Ключевые результаты
- C. bambuiorum: Данные чётко показали, что этот вид следует группировать с Ateles, Brachyteles и Lagothrix, и он наиболее близок именно к Brachyteles. Это опровергает первоначальную гипотезу о сходстве с «гигантской паукообразной обезьяной» (Ateles).
- C. coimbrafilhoi: Анализ дал неожиданные
результаты. Этот вид не был чётко сгруппирован ни с одним из четырёх
современных родов Atelidae, а последовательно занимал ранее пустое
морфопространство между Alouatta и тремя другими
родами (Ateles, Brachyteles, Lagothrix).
- По форме эндокраниума C. coimbrafilhoi ближе всего к Alouatta.
- По характеристикам черепа он ближе всего к Lagothrix.
- При исключении фактора размера его характеристики оказались промежуточными между Alouatta с одной стороны и группой Ateles/Brachyteles/Lagothrix с другой.
«Наши результаты показывают, что внутри клады Atelidae вымирание C. bambuiorum и C. coimbrafilhoi привело к значительной потере биологической вариативности, которую невозможно было представить до открытия этих окаменелостей», — заключают авторы.
Контекст и значение
3D-модель черепа C. coimbrafilhoi показала, что его морфологические адаптации отличаются от адаптаций любого другого примата Нового Света, как современного, так и вымершего.
«Компьютерная томография позволила нам провести новый анализ C. coimbrafilhoi с новыми выводами. Теперь мы считаем, что эта гигантская обезьяна из плейстоцена, найденная в Баии, не была ни Alouatta, ни Brachyteles. Её уникальные черепные характеристики больше не встречаются ни у одного другого примата Нового Света», — заявил Андре Штраусс.
Protopithecus brasiliensis (другой гигантский вымерший примат, описанный ещё в 1836 году) не был включён в это исследование из-за отсутствия пригодного для сканирования целого черепа.