Мозг птицы из эпохи динозавров раскрывает истоки птичьего интеллекта
Уникальная находка окаменелости может изменить наше понимание того, как эволюционировали уникальный мозг и интеллект современных птиц — одна из самых долгих загадок эволюции позвоночных.
Исследователи идентифицировали исключительно хорошо сохранившуюся окаменелость птицы размером примерно со скворца из мезозойской эры. Полный череп сохранился почти нетронутым — редкость для любой ископаемой птицы, особенно столь древней, что делает эту находку одной из самых значительных в своём роде.
Благодаря необычайно трёхмерной сохранности черепа исследователи под руководством Кембриджского университета и Музея естественной истории округа Лос-Анджелес смогли цифровым способом реконструировать мозг птицы, названной Navaornis hestiae. Navaornis жил примерно 80 миллионов лет назад на территории современной Бразилии, до массового вымирания, уничтожившего всех не-птичьих динозавров.
Открытие, описанное в журнале Nature, может стать своего рода «Розеттским камнем» для определения эволюционного происхождения современного птичьего мозга. Окаменелость заполняет 70-миллионный пробел в нашем понимании эволюции мозга птиц: между 150-миллионнолетним Archaeopteryx (самым ранним известным птицеподобным динозавром) и современными птицами.
У Navaornis был больший по размеру конечный мозг, чем у Archaeopteryx, что указывает на более развитые когнитивные способности. Однако большинство областей его мозга, например, мозжечок, были менее развиты, что говорит об отсутствии сложных механизмов управления полётом, характерных для современных птиц.
«Структура мозга Navaornis почти идеально промежуточна между Archaeopteryx и современными птицами — это был один из тех моментов, когда недостающий фрагмент подходит абсолютно идеально», — сказал соавтор исследования доктор Гильермо Навалон.
Navaornis назван в честь Уильяма Навы, директора Музея палеонтологии Марилии в штате Сан-Паулу, Бразилия, который обнаружил окаменелость в 2016 году. Десятки миллионов лет назад это место, вероятно, было сухой областью с медленными ручьями, что обеспечило превосходную сохранность.
Эта сохранность позволила использовать передовую микро-КТ-технологию для реконструкции черепа и мозга птицы в мельчайших деталях.
«Эта окаменелость настолько уникальна, что я был потрясён с момента, когда впервые увидел её, до момента, когда закончил собирать все кости черепа и мозг, что позволяет нам полностью оценить анатомию этой ранней птицы», — сказал Навалон.
«У современных птиц одни из самых развитых когнитивных способностей в животном царстве, сравнимые только с млекопитающими, — сказал профессор Дэниел Филд, старший автор исследования. — Но учёные не могли понять, как и когда эволюционировали уникальный мозг и замечательный интеллект птиц — эта область ждала открытия именно такой окаменелости».
До этого открытия знания об эволюционном переходе между мозгом Archaeopteryx и современных птиц практически отсутствовали.
«Navaornis находится прямо в середине этого 70-миллионного пробела и рассказывает нам о том, что происходило между этими двумя эволюционными точками», — сказал Навалон.
Хотя череп Navaornis на первый взгляд напоминает череп маленького голубя, при ближайшем рассмотрении видно, что это не современная птица, а представитель группы ранних птиц — энанциорнисов, или «противоположных птиц».
«Противоположные птицы» отделились от линии современных птиц более 130 миллионов лет назад, но имели сложное оперение и, вероятно, были такими же умелыми летунами. Однако анатомия мозга Navaornis ставит новый вопрос: как они контролировали полёт без полного набора мозговых особенностей, наблюдаемых у ныне живущих птиц, включая увеличенный мозжечок — центр пространственного контроля.
«Эта окаменелость представляет вид на полпути эволюционного пути птичьего познания, — сказал Филд. — Его когнитивные способности могли давать Navaornis преимущество в поиске пищи или укрытия, и он мог быть способен на сложные брачные демонстрации или другое сложное социальное поведение».
«Это открытие показывает, что у некоторых птиц, летавших над головами динозавров, уже более 80 миллионов лет назад была полностью современная геометрия черепа», — сказал соавтор доктор Луис Чиаппе.
Хотя Navaornis — одна из лучше всего сохранившихся птичьих окаменелостей мезозойской эры, исследователи полагают, что многие другие находки с бразильского участка могут предложить новые данные об эволюции птиц.
«Это, возможно, всего одна окаменелость, но это ключевой фрагмент в пазле эволюции птичьего мозга, — сказал Филд. — Благодаря Navaornis у нас есть более чёткое представление об эволюционных изменениях, произошедших между Archaeopteryx и сегодняшними умными, поведенчески сложными птицами, такими как вороны и попугаи».
Navaornis — самая последняя в четвёрке мезозойских ископаемых птиц, описанных исследовательской группой Филда с 2018 года, присоединившись к Ichthyornis, Asteriornis («Чудо-курице») и Janavis.