понедельник, 8 июня 2009 г.

Мозг Археоптерикса или могла ли первоптица летать

Археоптерикс – самая ранняя из известных птиц. Он обитал в Юрский период 150-145 млн лет назад. Размеров достигал относительно небольших – 0,5 метра. В строении тела имел много общих черт с целюрозаврами – три когтистых пальца на передних конечностях, челюсти с острыми зубами, длинный хвост, плоская кость грудины, наличие «когтя-убийцы» на втором пальце ноги. Вместе с тем, у Археоптерикса отмечается ряд черт, присущих современным птицам – прежде всего, это ассиметричные перья на хвосте и крыльях. Перья, способные обеспечить полет. Но одного только перьевого покрова недостаточно для полета. Необходимо соответствующее развитие управляющих систем - мозга и органов чувств. Насколько они отвечали нуждам полета? Этим вопросом озадачилась группа ученых сразу из нескольких стран - Испании, Великобритании и США.




Для исследования Патрисио Алонсо (Patricio D. Alonso) с коллегами выбрали так называемый Лондонский образец Археоптерикса (Archaeopteryx lithographica). Наиболее подходящий из семи известных на сегодняшний день образцов, пригодных для компьютерной томографии - поскольку они имеют сохранившиеся (по крайней мере частично) черепные коробки. Лондонский экземпляр был обнаружен в Германии. Исторически, это вторая по счету находка первоптицы. Cостоялась она еще в 1861 году. Останки были отправлены в Лондонский Музей истории природы, где их описал сам основоположник палеонтологии Ричард Оуэн, который, что интересно, заключил, что отпечаток существа не принадлежит тому же виду, что и перья.


Лондонский экземпляр. Стрелкой показан исследованый фрагмент черепной коробки

Используя рентгеновскую томографию, Алонсо с коллегами «нарезал» мозг первоптицы на слои толщиной в лист бумаги, а затем, обработав полученные данные на компьютере, создал 3D модель мозга и вестибулярного аппарата Археоптерикса – органов, чье строение способно пролить свет на проблему, стоящую со времен обнаружения скелета Археоптерикса – могло ли это доисторическое существо летать?

video
Мозг Археоптерикса

Объем мозга исследованного экземпляра составил 1,6 мл и был около 20 мм длиной. Это примерно в 3 раза больше, чем у рептилий сходной массы тела. Мозг же настоящей птицы в 1,5-5 раз (в зависимости от вида) превышает мозг Археоптерикса. Таким образом, по соотношению объема мозга к массе тела, Археоптерикс занимает промежуточное положение между птицами и рептилиями.


Сравнение головного мозга Археоптерикса, голубя и аллигатора

Грушевидные полушария головного мозга Археоптерикса были довольно крупными, однако они не настолько расширены, чтобы окружать или покрывать обонятельный тракт, как у птиц. Обоняние Археоптерикса оставалось развитым. Мозжечок широкий (50% ширины мозга). Оптические доли той же формы, что и у птиц, и каждая размером с мозжечок. Это говорит о великолепном зрении Археоптерикса. Принимая во внимание и тот факт, что мозг археоптерикса был относительно крупнее мозга прочих целюрозавров, ученые делают вывод, что он был прекрасно приспособлен для обеспечения полета первоптицы. Однако обращают внимание на то, что отличия в развитии больших полушарий, положении оптических долей, все же выдают в Археоптериксе существо более примитивное, чем нынешние птицы.

video

Строение внутреннего уха Археоптерикса. Предположительный ход отсутствующих бокового и заднего полукружных канальцев, показан синими вставками

Что касается полукружных канальцев и улитки, то их пропорции сопоставимы с птичьими и говорят об остром слухе Археоптерикса. То есть, можно предположить, что в его поведении большую роль играли звуки, голосовые стимулы. Так же как у современных птиц, переклички, пение играют значительную роль в коммуникации, в вопросах пищевого, полового, территориального поведения. Кроме того, развитие полукружных канальцев Археоптерикса позволяет утверждать, что он обладал сопоставимыми с птичьими ощущениями равновесия и положения тела в пространстве – иными словами, был столь же ловок и подвижен, как современные пернатые.

Дерущиеся Археоптериксы

Таким образом, исследователи показали, что относительно выраженное развитие отделов зрения, слуха, баланса, а также внутреннего уха Археоптерикса, позволяет говорить о том, что Археоптерикс был не просто хорошим планером, перепархивающим с одно дерева на другое, но полноценным летуном, уверенно чувствующим себя в воздухе.

Публикация-источник (2004)

Комментариев нет:

Отправить комментарий