Туатара — уникальная рептилия Новой Зеландии — демонстрирует, что жевание не является прерогативой млекопитающих

Туатара, знаковая рептилия Новой Зеландии, пережёвывает пищу способом, не имеющим аналогов в животном мире. Это ставит под сомнение распространённое представление о тесной связи сложного жевательного процесса с высоким метаболизмом.

С помощью сложной компьютерной модели учёные из UCL и Университета Халла показали, как туатара разрезает пищу подобно «ножу для стейка». Эта сложная техника жевания заставляет пересмотреть предполагаемую связь между жеванием и высоким метаболизмом у млекопитающих.

Новозеландская туатара (Sphenodon) — ящерицеобразная рептилия, единственный выживший представитель группы, широко распространённой по всему миру во времена динозавров. Она обитает на 35 островах у побережья Новой Зеландии и недавно была реинтродуцирована на материк. Её рацион состоит из жуков, пауков, сверчков, мелких ящериц и, иногда, морских птиц.

В статье, опубликованной в The Anatomical Record, учёные описывают высокоспециализированные челюсти туатары. При жевании нижняя челюсть смыкается между двумя рядами верхних зубов. После смыкания она выдвигается на несколько миллиметров вперёд, чтобы разрезать пищу острыми краями зубов, распиливая её.

Ведущий автор доктор Марк Джонс (UCL Cell and Developmental Biology) сказал: «Некоторые рептилии, например змеи, способны заглатывать пищу целиком, но многие другие используют повторные укусы, чтобы её раздробить. Туатара же именно разрезает свою пищу, почти как нож для стейка».

«Поскольку наиболее сложная форма жевания наблюдается у млекопитающих, её стали связывать с высоким метаболизмом. Однако туатара пережёвывает пищу относительно сложным способом, но её метаболизм не выше, чем у других рептилий с более простыми способами обработки пищи во рту. Следовательно, связь между тщательной обработкой пищи и высоким метаболизмом, возможно, была преувеличена».

Исследователи сообщают, что из-за формы челюстного сустава при выдвижении вперёд челюсти также слегка вращаются вокруг своей длинной оси. Это делает режущее действие более эффективным и показывает, что левая и правая части нижней челюсти не срощены спереди, как у людей.

Туатара служит примером того, как специализация жевательного аппарата, по-видимому, позволяет расширить рацион.

Доктор Джонс отметил: «Разрезающие челюсти туатары позволяют ей питаться широким спектром добычи, включая жуков, пауков, сверчков и мелких ящериц. Есть также несколько жутких сообщений о находках обезглавленных морских птиц после нападения туатар».

«Хотя подобный туатаре механизм жевания сегодня редок, окаменелости из Европы и Мексики показывают, что во времена динозавров (около 160 миллионов лет назад) некоторые ископаемые родственники туатары использовали сходную систему, и она была гораздо более распространена».

Команда использовала компьютерную модель, разработанную в Университете Халла, которая предлагает новый способ исследования эволюции и биоразнообразия рептилий, позволяя изучать сложные движущиеся структуры в 3D и со всех углов.

Соавтор доктор Нил Кёртис из Инженерного департамента Университета Халла сказал: «Мы создали эту виртуальную модель с помощью программного обеспечения, широко используемого для анализа сложных инженерных систем. Это самая детальная модель черепно-мышечной системы из когда-либо созданных, и она демонстрирует огромный потенциал такого типа компьютерного моделирования в биологии».

«Оно позволяет нам исследовать движения внутри черепа, которые невозможно отследить у живого животного без использования вредных рентгеновских лучей, что неприемлемо для охраняемых видов, таких как туатара».