Как череп динозавров и птиц в процессе эволюции рос вместе с мозгом

Мутации головного мозга и изменения формы костей черепа взаимосвязаны, как утверждает новое исследование об эволюционном переходе от динозавров к птицам. 

Драматический и пока недостаточно изученный переход от пресмыкающихся к птицам произошел миллионы лет назад. Он сопровождался изменениями строения черепа животных. Новое исследование этого перехода содержит важные сведения о том, как трансформируется череп в ответ на происходящие в мозге мутации.

«При переходе от рептилий к птицам череп животных сильно трансформировался, а мозг расширялся. Удивительно, что никто раньше не обратил внимания на тот факт, что развитие основных частей мозга - переднего и среднего мозга - каким-то образом связано с расширением лобных и теменных костей», - говорит руководитель исследовательской группы Б. А. Сингх Бхуллар, доцент кафедры геологии Йельского университета.

«Наша статья является важной вехой на пути к пониманию механизма морфологического перехода от рептилий и динозавров к современным птицам», - говорит Маттео Фаббри, аспирант лаборатории Бхуллара и один из авторов работы.

Предыдущие исследования показали общую связь между строением мозга и морфологией черепа. Но корреляции между конкретными отделами головного мозга и частями свода черепа оставались неясными. Это приводило к теоретическим конфликтам в некоторых аспектах развития черепа.

Бхуллар и его коллеги поставили своей целью проследить эволюцию черепа и мозга не просто от динозавров к ближайшим птицам. Они анализировали данные по линии, ведущей от доисторических рептилий к ныне живущим птицам. В результате исследователи выявили несколько групп видов, чьи мозги и черепа были заметно схожи друг с другом. Это были динозавры, теснее всего связанные с птицами, а также птицы, которые чьи мозг и череп претерпели наибольшее расширение в процессе эволюции.

«Мы обнаружили четко прослеживающуюся связь между передним мозгом и лобными костями, и соответственно средним мозгом и теменными костями», - говорит Бхуллар. Исследования эмбрионов ящериц, аллигаторов и птиц только подтвердили сделанные выводы. Эта часть работы производилась с применением технологии контрастного КТ-сканирования.

«Мы полагаем, что выявленную связь можно проследить у всех видов позвоночных с костными черепами. Она указывает на глубокие взаимосвязи между развитием мозга и ростом черепа», - говорит Бхуллар, - «Это подразумевает, что мозг подает на молекулярном уровне некие сигналы, которые заставляют кости формироваться вокруг него определенным образом. Но мы пока крайне мало знаем о природе этой взаимосвязи».

Бхуллар добавляет: «В конечном счете, одним из важнейших посылов здесь является то, что эволюция элегантнее и проще, чем нам кажется. Множество на первый взгляд никак не связанных изменений, например, мутации мозга и рост черепа, могут иметь одну основную причину и представлять собой единое преобразование».

Статья представлена ​​в журнале Nature Ecology and Evolution.

Поделиться с друзьями: