Дельфины использовали узкополосные звуковые волны для ориентации уже 5 миллионов лет назад
Исследовательница Зенкенберга доктор Рэйчел Расико и её бывшая студентка Джойс Санкс из Университета Вандербильта изучили внутреннее ухо вымершего рода дельфинов Parapontoporia. В исследовании, опубликованном в журнале The Anatomical Record, они показали, что зубатые киты уже в миоцене развили специализированный слух для высоких частот.
Эти млекопитающие также колонизировали реки, что связывает их с ныне редкими и находящимися под угрозой исчезновения речными дельфинами. Изучение сенсорных систем зубатых китов может помочь понять влияние среды обитания на их слух и эволюционную динамику морских млекопитающих.
Возвращение китообразных с суши в воду около 50 миллионов лет назад в раннем эоцене — один из ключевых периодов в эволюции млекопитающих. В результате этой смены среды обитания киты, дельфины и морские свиньи приобрели ряд адаптаций, включая перемещение ноздрей на верх головы и обтекаемую форму тела.
«Эхолокация, используемая животными, также развилась довольно рано в их эволюционной истории. Животные испускают звуковую волну, которая отражается от объекта и возвращается эхом, несущим информацию о расстоянии и размере объекта. Сегодня все зубатые киты используют эту естественную сонарную систему», — объясняет доктор Расико из Исследовательского института и музея естественной истории Зенкенберга во Франкфурте.
«Эхолокация — логичная стратегия охоты и общения, особенно в море, где звук распространяется в пять раз быстрее, чем в воздухе, в то время как видимость часто ограничена».
Расико и Санкс исследовали внутреннее ухо трёх экземпляров вымершего рода дельфинов Parapontoporia из коллекций Музея естественной истории Сан-Диего, используя высокоразрешающие рентгеновские КТ-сканы. С помощью 3D-моделей они смогли доказать, что эти млекопитающие уже обладали узкополосным высокочастотным слухом в миоцене, около 5,3 миллиона лет назад.
«Особенно интересно то, что эти дельфины снова сменили среду обитания и покинули морскую среду, чтобы колонизировать реки», — говорит Расико.
Даже сегодня существует несколько видов дельфинов, живущих в реках. Все шесть видов в настоящее время очень редки и находятся под угрозой исчезновения. Будучи родственником китайского речного дельфина (Lipotes vexillifer), которого в последний раз видели живым в 2002 году, Parapontoporia даёт представление о переходе от морской среды обитания к пресноводной.
«Мы предполагаем, что давление естественного отбора и/или экологические преимущества вызвали эту раннюю и широко распространённую эволюцию эхолокации у изученных нами дельфинов. Речные системы — это пространственно сложные местообитания, в которых такая форма ориентации и коммуникации, вероятно, была преимуществом для длиннорылых дельфинов», — объясняет Расико.
«Дальнейшие исследования сенсорных систем зубатых китов могут стать важным инструментом для изучения влияния среды обитания на слух китообразных и понимания эволюционной динамики морских млекопитающих».