Изучение передних конечностей ехидны проливает свет на эволюцию млекопитающих

Млекопитающие используют передние конечности для плавания, прыжков, полета, лазания, копания и многого другого. Однако вопрос о том, как развилось это разнообразие, долгое время оставался сложным для ученых.

Чтобы найти ответ, исследователи из Гарварда обратились к одному из самых необычных млекопитающих — ехидне. Эти яйцекладущие млекопитающие имеют много анатомических черт, общих с ранними предками млекопитающих, и могут помочь связать вымершие и современные виды.

Создав высокодетальную мускульно-скелетную модель передней конечности ехидны, постдокторант Софи Реньо и доцент Стефани Пирс смогли не только лучше понять, как работает малоизученная конечность ехидны, но и заглянуть в то, как вымершие млекопитающие могли использовать свои передние конечности. Модель описана в статье от 14 ноября в журнале Royal Society Open Science.

«Ехидны мало изучены, и об их биомеханике известно немного, — говорит Реньо. — У них есть крупные шипы, скрывающие движения. Мы создали эту виртуальную модель с помощью КТ-сканирования, чтобы детальнее изучить взаимодействие скелета и мышц».

Исследователи обнаружили, что костная анатомия и мышцы работают вместе, оптимизируя рычаг и подвижность конечности для определенных движений. В частности, конфигурация мышц поддерживает вращение конечности, важное для характерной для ехидны «растопыренной» походки.

«Эта модель дает уникальное представление не только о ехидне, но и может направлять реконструкции вымерших млекопитающих, — говорит Пирс. — Сходство между скелетом передней конечности ехидны и переходных животных помогает понять эволюцию разнообразия передних конечностей у современных млекопитающих».

«Если мы обнаружим, что определенные мышцы имеют большое механическое преимущество, это может указывать на более вероятные позы или типы движений, — добавляет Реньо. — Мы продолжаем дополнять нашу модель данными, надеясь понять, как такие параметры, как подвижность и рычаг, могут предсказать, как животное могло стоять или двигаться».

«Это исследование — часть более масштабного проекта», — отмечает Пирс. Конечная цель — реконструировать эволюцию передней конечности млекопитающих, создав подобные модели для ключевых ископаемых видов. Модель ехидны — первый шаг к пониманию взаимосвязи между формой и функцией конечности.

Изучая, как передняя конечность млекопитающих менялась со временем, ученые надеются раскрыть, как модификации скелета привели к экологическому и поведенческому разнообразию, которое мы наблюдаем сегодня.