Синусы мешали древним родственникам крокодилов глубоко нырять

Международная команда палеобиологов обнаружила, что синусы (пазухи) у морских родственников современных крокодилов — талаттозухий — не позволили им эволюционировать в глубоководных ныряльщиков, подобно китам и дельфинам.

Исследование, опубликованное в Royal Society Open Science, показывает, что талаттозухии, жившие во времена динозавров, не могли осваивать глубины из-за своих крупных синусов в морде.

Киты и дельфины (китообразные) в ходе эволюции от наземных млекопитающих к полностью водным формам (за ~10 млн лет) уменьшили костные синусы и развили воздушные синусы и мешки вне черепа. Это помогло им справляться с повышением давления при глубоких погружениях на сотни (дельфины) и тысячи (киты) метров.

Талаттозухии жили в юрский и меловой периоды и делятся на две группы:

• Teleosauridae — похожи на современных гавиалов, жили в прибрежных водах и эстуариях.
• Metriorhynchidae — были более приспособлены к морской жизни, с обтекаемым телом, ластами и хвостовым плавником.

Учёные из Университета Саутгемптона, Эдинбургского университета и других институтов с помощью компьютерной томографии измерили синусы 11 черепов талаттозухий, 14 черепов современных крокодилов и 6 других ископаемых видов.

Изменения синусов

Исследователи обнаружили, что синусы мозговой капсулы уменьшались по мере того, как талаттозухии становились более водными, — аналогично тому, как это происходило у китообразных. Это, вероятно, связано с плавучестью, нырянием и питанием.

Однако синусы морды, напротив, расширились у полностью водных форм по сравнению с предками.

"Регресс синусов мозговой капсулы у талаттозухий зеркалирует таковой у китообразных... Но тогда как система синусов китообразных помогает регулировать давление вокруг черепа при глубоких погружениях, обширные синусы морды метриоринхид исключали возможность глубокого ныряния", — объясняет ведущий автор работы доктор Марк Янг.

Причина в том, что на большой глубине воздух в синусах сжимался бы, вызывая дискомфорт, повреждения или даже коллапс морды из-за неспособности выдержать или уравнять растущее давление.

Солевые железы

Морские рептилии и птицы, в отличие от китообразных с их эффективными почками, для выведения соли полагаются на солевые железы. Учёные полагают, что более крупные и сложные синусы морды у метриоринхид могли помогать дренировать эти железы, подобно тому, как это происходит у современных морских игуан.

"Мы считаем, что расширенные синусы метриоринхид помогали удалять избыток соли. Когда их челюстные мышцы сокращались, это создавало эффект кузнечных мехов в синусах, сжимало солевые железы внутри черепа и вызывало эффект, похожий на чихание, как у морских игуан", — говорит доктор Янг.

Исследование показывает, как крупные эволюционные переходы определяются анатомией, биологией и эволюционной историей вида.

"Талаттозухии вымерли в раннем меловом периоде, поэтому мы никогда не узнаем наверняка, смогли бы они при большем эволюционном времени сблизиться с современными китообразными или же необходимость механического дренирования солевых желез была непреодолимым барьером для дальнейшей водной специализации", — заключает доктор Янг.