Как у китообразных развился «встроенный сонар», помогающий им ориентироваться и охотиться в условиях подводной темноты, до сих пор остается не до конца понятным ученым. Новое исследование предоставило ранее неизвестные сведения о формировании этой способности у предков зубатых китов и дельфинов.
В отсутствие наружных слуховых органов зубатые киты и дельфины пользуются эхолокацией. Издавая высокочастотные звуки, которые отражаются от объектов, они получают информацию об окружающем пространстве.
У черепа и окружающих его мягких тканей морских млекопитающих наблюдается асимметрия: их размер различается между сторонами. Такая особенность позволяет дельфинам генерировать ультразвуковые сигналы. Нижняя челюсть, содержащая жир, служит проводником звуковых волн во внутреннее ухо, обеспечивая направленный слух — способность определять источник звука.
В новой работе, опубликованной в журнале Diversity, профессор Нью-Йоркского технологического института Джонатан Гейслер ( Jonathan Geisler) и палеонтолог Роберт Бессенекер (Robert Boessenecker) из Музея палеонтологии Калифорнийского университета (США) пролили свет на то, как во время эволюции формировался этот сложный аппарат.
Ученые провели исследование большой группы окаменелостей, принадлежащих древним морским млекопитающим из отряда зубатых китов ( Odontoceti), принадлежащих к семейству Xenorophidae. В число изученных образцов вошли черепа и скелеты двух исчезнувших видов дельфинов под названием Xenorophus sloanii и Xenorophus simplicidens. Это одни из самых примитивных представителей Odontoceti, в число которых входят все современные китообразные с зубами, включая дельфинов, использующих эхолокацию.
Ученые полагают, что Xenorophus были довольно крупными животными длиной около трех метров и внешне напоминали современных дельфинов. Они водились в водах восточной части Северной Америки 25-30 миллионов лет назад и, вероятно, питались рыбой, морскими черепахами и мелкими морскими млекопитающими.
Для существующих на сегодняшний день зубатых китов, подобно Xenorophus была характерна асимметрия в районе дыхала. Также у них наблюдалось искривление и смещение рострума (так называют заостренный «клюв», или «нос», дельфина) на несколько градусов влево. Из предыдущих исследований, посвященных другим древним китам ( археоцетам), по имеющимся данным, подобное искривление может быть обусловлено неравномерным распределением жировой ткани в области челюсти, что способствует развитию направленного слуха.
Xenorophus в этом плане продвинулись еще на шаг вперед. Жировое тело в нижней челюсти, которое играло ту же роль, что наружные уши у наземных млекопитающих, у этих животных располагалось под углом. Вкупе с «изгибом» рострума это еще больше усиливало направленный слух. Такая особенность строения, вероятно, служила той же цели, что и асимметричное расположение ушей сов, которые способны по звуку точно определить местоположение добычи.
«Подобная асимметрия наблюдается и у других древних китообразных, но у Xenorophus она выражена сильнее всего среди всех китов, дельфинов и морских свиней, как у живущих ныне, так и вымерших», — подчеркнул Роберт Бессенекер.
Ученый отметил, что, в отличие от асимметрии, наблюдаемой относительно дыхала у современных зубатых китов, а также у Xenorophus и других сородичей, «изгиб» рострума сегодня уже не наблюдается. Это говорит о том, что в Xenorophus заключается важная часть головоломки, позволяющая понять, как развивалась способность к эхолокации у китов и дельфинов.