В течение нескольких миллионов лет древние виды дельфинов скользили по морям, во многом похожи на современных зубатых китов, за исключением их удивительно длинных морд. Эти странные китообразные имели пропорционально более длинную морду, чем любое другое водное млекопитающее или рептилия, живая или вымершая; некоторые из их носоподобных придатков простирались более чем на 500 процентов дальше, чем их мозги. Даже Мэтью МакКарри, куратор палеонтологии в Австралийском музее, который изучал эволюцию длинных морд у существующих видов, находит их черепа «чрезвычайно странно выглядящими».
В 2015 году, будучи докторантом в Смитсоновском национальном музее естественной истории, МакКарри решил поближе познакомиться с этими вымершими морскими млекопитающими. Ученые знали о них более 100 лет, но никто не определил функции их обильных морд. Гипотезы были «в значительной степени качественными и необдуманными», говорит Николас Пенсон, куратор ископаемых морских млекопитающих в Музее естественной истории. «Люди говорили:« О, длинная морда, вероятно, используется для разжигания добычи в осадке… [W] я бы сказал, что это адаптационные гипотезы, но на самом деле ничего не было проверено ».
Так что МакКарри и Пайенсон решили сделать именно это. И в новой статье, опубликованной в палеобиологии , исследователи выдвинули решение любопытного случая длиннохвостого дельфина: они обнаружили, что им удалось прыгнуть в морду через рыбу, используя их, чтобы ударить и оглушить добычу. так же, как рыба-меч сегодня.
В своем стремлении проанализировать уникальные черепа давно ушедших китообразных, МакКарри и Пайенсон обратились к огромному скоплению китовых окаменелостей Смитсоновского института. «У нас так много всего, что не было рассмотрено, и я не могу рассказать вам о полном объеме имеющихся у нас записей о ископаемых китах», - говорит Пинсон, но, по оценкам, в коллекции может быть до 15 000 человек.
Исследователи выполнили компьютерную томографию (КТ) черепа трех вымерших видов ( Pomatodelphis inaequalis, Xiphiacetus bossi и Zarhachis flagellator ), а также отлили двух других древних китообразных ( Parapontoporia sternbergi и Zarhinocetus errabundus ). Чтобы сравнить этих существ с животными, живущими сегодня, МакКарри и Пайенсон отсканировали два вида речных дельфинов, которые имеют значительно более длинную морду, чем их обитатели в океане, хотя и не так долго, как их доисторические предшественники. Исследователи также рассмотрели два вида рыб с длинными рыльцами: атлантический синий марлин и рыба-меч.
МакКарри и Пинсон затем проанализировали цифровые модели черепов, используя расчеты, на которые опираются инженеры, чтобы оценить несущие способности балок. Согласно Пинсону, «теория пучка» полезна при изучении морд, потому что она «говорит об этих объектах так, как они созданы, чтобы реагировать на силы: насколько они жесткие, какие напряжения на них налагаются». И исследователи обнаружили, что дельфинам прошлых лет не пришлось бы с трудом подметать свои впечатляющие морды по воде, чтобы ударить свою добычу.
Из-за того, что морды этого вида различались по форме, они по-разному перемещали свои удобные придатки. Некоторые перемещали их из стороны в сторону, другие - вверх и вниз, а третьи могли перемещать свои рыла в разных направлениях.
«Вообразите луч, похожий на лыжу», - говорит Пайенсон в качестве примера. «Лыжи хорошо сгибаются вверх и вниз, но не из стороны в сторону. Столб, имеющий одинаковую распределенную форму, может изгибаться вверх и вниз [и] из стороны в сторону, без проблем ».
Исследователи были особенно поражены тем фактом, что эти животные не были тесно связаны друг с другом. Некоторые виды, по-видимому, независимо эволюционировали исключительно длинные морды, что говорит о том, что изменения в их среде были обусловлены чем-то в их среде. Но что именно?
Длинно-рыжие дельфины появились в среднем миоцене период, протянувшийся с 11, 6 до 16 миллионов лет назад, когда климат был теплее, чем сегодня. Температура океана повысилась, а уровень моря повысился, создавая более прибрежное дно, которое является «действительно отличной средой обитания для рыб и других объектов добычи для дельфинов», говорит Пенсон. Но реакция побега рыб в теплых водах ускоряется, что затрудняет их отлов. Возможно, исследователи предполагают, что дельфины развили сверхдлинные морды в этот период, чтобы дать им дополнительное преимущество во время охоты.
В течение миллионов лет глобальные температуры оставались постоянными, и дельфины с чрезвычайно вытянутыми мордами резвились в теплых водах.
«Может быть, это следствие того, что происходит, когда такая среда стабильна в течение нескольких миллионов лет», - полагает Пайенсон. «Эти черты преувеличены».
Но с приходом плиоценовой эпохи климат стал более неустойчивым, и обилие умеренных прибрежных мест кормления колебалось. С этими изменениями длинноносые дельфины исчезли. И это поднимает интересные вопросы о том, может ли эволюционная траектория вымерших дельфинов рассказать нам что-нибудь о том, как могут жить дельфины в нынешнюю эпоху изменения климата.
История этих древних существ подчеркивает, как среда организма меняет свой внешний вид, и ясно показывает, что мы можем потерять с точки зрения биоразнообразия при изменении окружающей среды, зоолог Карина Амарал из Федерального университета Риу-Гранди-ду-Сул, которая не участвовала в исследование, рассказывает Эд Ён из Атлантики . И это важно учитывать, особенно, «в то время, когда многие люди настаивают на игнорировании нашего меняющегося климата», говорит Амарал.
Что эволюционная траектория вымерших дельфинов может рассказать нам о том, как дельфины могут жить в нынешнюю эпоху изменения климата? МакКарри отмечает, что трудно сделать однозначные выводы, потому что колебания температуры сегодня «беспрецедентны по своей причине и скорости». Но он действительно рассматривает исследование как «предостерегающую историю», и Пинсон добавляет, что более пристальное внимание на древних китов может дать понимание будущего океанических систем Земли.
«Повышение уровня моря, закисленные океаны, теплые океаны - все это черты прошлых китовых миров», - говорит он. «И если посмотреть на летописи окаменелостей, посмотреть на биологическую реакцию тех прошлых миров, это будет действительно важным шагом вперед».
