Реконструкция черепа ископаемой птицы показывает, что мозг создан для обоняния, а глаза - для дневного света

Фото из открытых источников
Джехолорнис был птицей размером с ворона, которая жила 120 миллионов лет назад и была одним из самых ранних примеров превращения динозавров в птиц на территории современного Китая. Найденные окаменелости прекрасно сохранились, но были деформированы в результате многолетнего отложения слоев осадка. Это означает, что никто не смог хорошенько рассмотреть голову Джехолорниса. Но в новом исследовании исследователи реконструировали череп Джехолорниса в цифровом виде, раскрывая детали его глаз и мозга, которые проливают свет на его зрение и обоняние.
 
Первый автор исследования, Хань Ху, просмотрел около 100 окаменелостей в Шаньдунском музее природы Тяньюй в Китае и выбрал ту, у которой череп лучше всего сохранился — все еще немного сплющенный, но неповрежденный. Эти кости были спрессованы, но не были раздавлены. Поэтому ученые смогли отсканировать их с помощью компьютерной томографии. По сути было сделано несколько рентгеновских снимков, которые были затем сложены вместе, чтобы сформировать 3D-изображение.
 
«Мы смогли увидеть различные особенности черепа, которых никогда раньше не видели у Джехолорниса, и мы даже смогли экстраполировать, как выглядел его мозг», — говорит соавтор и постдокторский исследователь Полевого музея Маттео Фаббри.
 
Сам мозг не сохранился, мягкие ткани вообще сохраняются крайне редко, но мозг птиц и динозавров имеет тенденцию аккуратно располагаться внутри их черепов. Таким образом, знание формы и размеров черепа ископаемой птицы многое говорит о ее мозге, подобно тому, как перчатка дает приличное представление о форме руки. Более того, структуры мозга сохраняются у разных видов и с течением времени — такие вещи, как обонятельные луковицы и мозжечок, в одних и тех же местах.
 
Благодаря давнему расположению этих структур исследователи смогли определить, насколько мозг Джехолорниса соотносится с современными птицами и динозаврами (или, строго говоря, нептичьими динозаврами).  
 
«Морфология мозга Джехолорниса является переходной, между тем, что мы видим у нептичьих динозавров, и тем, что мы видим у современных птиц», — говорит Фаббри. «Если вы посмотрите на черепа динозавров, вы увидите место для очень похожего на рептилию мозга, а это означает, что у них очень большие обонятельные луковицы, а оптические доли, находящиеся в среднем мозге, уменьшены. Хорошее обоняние и плохое зрение, что очень похоже на рептилий. А с другой стороны, если вы посмотрите на современных птиц, то у них все наоборот. У них маленькие обонятельные луковицы и очень большие оптические доли. Джехолорнис попадает в середину».
 
У Джехолорниса были более крупные обонятельные луковицы, чем у большинства современных птиц, а это означает, что он, вероятно, больше полагался на свое обоняние, чем современные птицы (за исключением нескольких, таких как грифы). Сильное обоняние Джехолорниса имеет смысл в контексте другого недавнего исследования, проведенного командой, показывающего, что Джехолорнис является самым ранним известным животным, питающимся фруктами. «Когда плоды созревают, они выделяют много химических веществ», — говорит О'Коннор. «Мы пока не можем это доказать, но лучшее обоняние могло помочь Джехолорнису найти фрукты».
 
В дополнение к мозгу, приспособленному для обоняния, исследователи обнаружили, что Джехолорнис, вероятно, лучше видел днем, чем ночью. У птиц есть кости, называемые склеральными кольцами, которые помогают определить, сколько света попадает в их глаза. Виды, которым нужно видеть ночью, например, совы, имеют более широкие отверстия склерального кольца по сравнению с их глазницами, чтобы пропускать больше света; птицы, которые активны в течение дня, имеют более узкие отверстия для прохождения света, как апертура на фотоаппарате. Склеральные кольца Джехолорниса, по-видимому, указывают на то, что он был наиболее активен в течение дня.
 
Все эти особенности черепа позволяют лучше понять образ жизни этой ранней пташки и ту роль, которую она играла в своей экосистеме. «Реконструкция черепа — кропотливая работа, и по мере того, как люди начинают тратить время на ее выполнение, становится все более и более очевидным, что эволюция птиц была более сложной, чем мы ожидали», — говорит Фаббри. «Он отличается не только от динозавров и современных птиц, но и от других ранних птиц. Это не простая эволюционная история».