Исследование аллигаторов проливает свет на слух динозавров

Чтобы определить источник звука, мозг животных анализирует крошечную разницу во времени его достижения каждого уха — параметр, известный как межушная временная разница. То, как мозг обрабатывает этот сигнал, зависит от вида животного.

Известно, что птицы исключительно хорошо создают нейронные карты для определения локации звука, и что эта стратегия отличается у млекопитающих. Однако о том, как аллигаторы обрабатывают межушную временную разницу, было известно мало.

Новое исследование миссисипских аллигаторов показало, что эти рептилии формируют нейронные карты звука тем же способом, что и птицы. Исследование Кэтрин Карр, заслуженного профессора биологии Университета Мэриленда, и её коллеги Лутца Кеттлера из Технического университета Мюнхена было опубликовано в Journal of Neuroscience 18 марта 2019 года.

Большинство исследований о том, как животные анализируют межушную временную разницу, фокусировались на физических особенностях, таких как размер и форма черепа. Но Карр и Кеттлер считали важным учесть эволюционные связи.

У птиц размер головы очень мал по сравнению с аллигаторами, но обе группы имеют общего предка — архозавра, который существовал до динозавров. Архозавры начали появляться около 246 миллионов лет назад и разделились на две линии: одна привела к аллигаторам, а другая — к динозаврам. Хотя большинство динозавров вымерло 66 миллионов лет назад, некоторые выжили и эволюционировали в современных птиц.

Результаты Карр и Кеттлера указывают, что общая для птиц и аллигаторов слуховая стратегия может быть меньше связана с размером головы и больше — с общим происхождением.

"Наше исследование strongly suggests, что эта конкретная слуховая стратегия впервые эволюционировала у их общего предка. Другая возможность — что они независимо эволюционировали одну и ту же сложную стратегию — кажется очень маловероятной", — сказала Карр.

Для изучения того, как аллигаторы определяют источник звука, исследователи анестезировали 40 миссисипских аллигаторов и снабдили их наушниками. Они проигрывали тоны спящим рептилиям и измеряли реакцию структуры в их мозговом стволе, называемой nucleus laminaris. Эта структура является центром обработки слуховых сигналов. Результаты показали, что аллигаторы создают нейронные карты, очень похожие на те, которые ранее измерялись у сипух и кур. Такие же карты не были зафиксированы в эквивалентной структуре мозга млекопитающих.

"Мы так мало знаем о динозаврах. Сравнительные исследования, подобные этому, которые выявляют общие черты, простирающиеся вглубь эволюционного времени, дополняют наше понимание их биологии", — отметила Карр.

Исследовательская статья "Neural maps of interaural time difference in the American alligator: a stable feature in modern archosaurs" Лутца Кеттлера и Кэтрин Карр была опубликована в Journal of Neuroscience 18 марта 2019 года.