Как крокодилы меняли морды: исследование развития черепа

Крокодилы часто считаются «живыми ископаемыми», но их эволюционная история гораздо динамичнее. Разные виды неоднократно и независимо эволюционировали, приобретая сходные формы черепа взрослых особей в зависимости от диеты: длинные морды для ловли рыбы, короткие — для поедания твердой добычи и умеренные — для крупной добычи.

Исследование под руководством Стефани Пирс и аспиранта Закари Морриса из Гарварда, опубликованное в Proceedings of the Royal Society B, показало, как это разнообразие форм достигается за счет изменений в эмбриональном развитии и постнатальном росте.

Ключевые выводы

• Гибкий инструментарий развития: Крокодилы эволюционировали «гибкий набор инструментов» развития. Изменяя скорость и время развития, они могут формировать экологически различные формы с длинными, короткими и умеренными мордами.
• Конвергенция, а не родство: Сходная форма морды у разных видов часто является результатом конвергенции (независимого приобретения) из-за сходных экологических условий, а не близкого родства.
• Общая отправная точка: За исключением двух самых короткомордых форм, все современные крокодилы начинают развитие из одной и той же эмбриональной «отправной точки».
• Разные пути к одной цели: Онтогенетические траектории (пути развития) короткомордых форм практически идентичны. Однако длинномордые виды, имея сходную взрослую форму, достигают её совершенно разными путями.
• Эволюция от общего предка: Реконструкция показала, что последний общий предок современных крокодилов, вероятно, имел умеренную морду. Короткомордые виды замедлили развитие по сравнению с ним, а длинномордые — ускорили его или изначально имели более длинные морды на эмбриональной стадии.

Методология и дальнейшие планы

Исследование основано на КТ-сканировании десятков эмбрионов, фотографировании музейных образцов и анализе изменений формы черепа через ключевые точки (landmarks) на всех этапах развития.

В будущем учёные планируют расширить работу, чтобы понять эволюцию всей линии крокодиловых, и изучить генетические механизмы, лежащие в основе изменений формы черепа. Это позволит связать закономерности развития современных видов с данными палеонтологической летописи.