Обоняние, записанное в костях: новые данные об эволюции обоняния у млекопитающих
Международная исследовательская группа под руководством доктора Квентина Мартинеса и доктора Эли Амсона из Государственного музея естественной истории Штутгарта обнаружила, что определённые области мозгового черепа позволяют делать выводы об обонянии млекопитающих.
Особое значение имеет объём эндокаста обонятельной луковицы — костной структуры в черепе, которая часто хорошо сохраняется даже в очень древних окаменелостях. Этот объём тесно связан с количеством интактных генов обонятельных рецепторов — важным показателем обонятельной способности. Это позволяет оценить обоняние даже у вымерших видов, таких как ранние киты, саблезубые кошки или тасманийский тигр (тилацин).
Исследование, предоставляющее надёжный метод реконструкции обоняния у вымерших млекопитающих, опубликовано в журнале Proceedings of the National Academy of Sciences.
От мозга к генам: связь анатомии и геномики
В млекопитающих объём эндокраниальной полости примерно соответствует объёму мозга. Исследование показывает, что чем больше передняя часть черепной коробки, содержащая обонятельную луковицу, тем больше у животного функциональных генов обонятельных рецепторов. Поскольку костная мозговая полость хорошо сохраняется во многих окаменелостях, учёные могут реконструировать развитие обоняния даже у давно вымерших видов.
«Наш подход — от мозга к генам — объединяет анатомию черепа с генетической информацией. Это помогает нам лучше понять эволюцию обоняния у млекопитающих», — объясняет доктор Квентин Мартинес, ведущий автор исследования.
Обширный анализ черепов: от землероек до слонов
Для этого исследования команда изучила с помощью компьютерной томографии (КТ) черепа из всех отрядов млекопитающих.
«Наши образцы варьировались от десятиграммовой землеройки до пятитонного африканского саванного слона и включали эндокраниум слонов, китов, носорогов, приматов и многих других видов. Сканирование особенно крупных черепов требовало нестандартного оборудования для КТ и было техническим вызовом», — говорит доктор Эли Амсон.
Что могли чувствовать вымершие млекопитающие?
С помощью комплексных анатомических и генетических исследований, а также детального анализа окаменелостей, учёные смогли оценить обонятельные способности различных вымерших млекопитающих.
«Мы исследовали, среди прочего, окаменелости ранних китов из эоцена, саблезубых кошек и тасманийского тигра. Нам показалось особенно интересным, что у некоторых ранних китов всё ещё была чётко выраженная обонятельная луковица. Это говорит о том, что у них было хорошее обоняние — в отличие от современных зубатых китов, таких как дельфины, чья обонятельная луковица в ходе эволюции сильно уменьшилась. Ранние киты из эоцена, вероятно, обладали очень хорошим обонянием», — говорит доктор Квентин Мартинес.
Новое окно в эволюцию чувств
Связывая анатомические особенности черепа с генетической информацией, исследование позволяет лучше понять развитие обоняния в ходе эволюции. Оно даёт новое представление об образе жизни и экологических адаптациях как современных, так и живших миллионы лет назад млекопитающих.
Эти выводы являются важной основой для исследования сенсорной эволюции и открывают новые перспективы для интерпретации палеоэкологии и поведения вымерших млекопитающих.