Как птицы выжили после астероида, убившего динозавров?

Когда астероид, убивший динозавров, столкнулся с Землей около 66 миллионов лет назад, это вызвало множество ужасных событий — ударных волн, лесных пожаров, кислотных дождей, цунами, извержений вулканов и условий, подобных ядерной зиме, — которые унесли жизни около 80% всех видов животных. 

Но загадочным образом некоторые динозавры выжили: птицы. Но почему одни линии птиц выжили, а другие погибли? Новое исследование хорошо сохранившегося черепа древней птицы предполагает, что виды птиц, пережившие катаклизм, имели больший головной мозг или передний мозг — переднюю часть мозга.

Хотя не совсем ясно, как более крупный передний мозг помог птицам выжить, поскольку передний мозг отвечает за многие процессы, «это, вероятно, было связано с поведенческой пластичностью — птицы с большим передним мозгом, вероятно, могли изменять свое собственное поведение достаточно быстро, чтобы успевать за тем, насколько быстро. их окружающая среда менялась », — сообщил в электронном письме ведущий исследователь Крис Торрес, научный сотрудник Национального научного фонда из Колледжа остеопатической медицины университета Огайо.

Птичий мозг

Кости птиц хрупкие и редко окаменелости хорошо или в трех измерениях, а это означает, что ученые почти никогда не могут хорошо рассмотреть древние птичьи мозговые оболочки, внутреннюю часть черепа, где находился мозг.

Но несколько лет назад исследователи обнаружили хорошо сохранившуюся, частично трехмерную окаменелость Ихтиорниса, древней зубастой птицы, которая жила в меловой период, в горном образовании, датируемом 87–82 миллионами лет назад в Канзасе.

«У него почти полный череп, что невероятно редко как для этого конкретного вида (Ichthyornis), так и для ископаемых птиц в целом», — сказал Торрес, который проводил исследование в качестве докторанта на факультете интегративной биологии Техасского университета. в Остине.

«Эта новая окаменелость сохраняет большую часть костей, из которых состоит череп, что дает нам первое полное представление о многих из этих костей». Поэтому Торрес и его коллеги использовали рентгеновскую компьютерную томографию (КТ) для цифровой реконструкции лицевого скелета и структуры мозга Ихтиорниса.

Анализ формы мозга показал, что у древних птиц, таких как Ихтиорнис, был «старомодный» мозг; его мозг был больше похож на мозг динозавров, чем на мозг живых птиц.

У живых птиц «огромный передний мозг по сравнению с остальным мозгом», — сказал Торрес. Передний мозг современных птиц больше по сравнению с передним мозгом древних птиц и динозавров, которые жили незадолго до массового вымирания в конце мелового периода.

Учитывая, что у Ихтиорниса, очень близкого родственника живых птиц, все еще не было большого переднего мозга, как у живых птиц, «мы можем сделать вывод, что этот большой мозг развился у предков живых птиц», — написал Торрес в электронном письме.

Возможно, этот большой передний мозг дал предкам живых птиц эволюционное преимущество, которое помогло им пережить «катастрофическое глобальное изменение климата, которое, вероятно, произошло во время этого массового вымирания», что помогает объяснить, почему только существующие [живые] птицы, а не какие-либо другие виды динозавров, удалось выжить «, — сказал Торрес.

Однако в мозгу Ихтиорниса была удивительная особенность: вульст. Эта структура, ранее известная только по птицам, которые жили после массового вымирания, считается центром визуальной и сенсорной обработки, который играет роль в полете. Обнаружение вульста у птиц мезозойской эры или эпохи динозавров показывает, что мозг древних птиц был более сложным, чем считалось ранее.

Анализ структуры мозга показывает, что мозг птиц не эволюционировал четко с течением времени, а развивался как сложная мозаика структур мозга. «Это не является четкой линейной прогрессией того, что все становится более сложным или лучше адаптированным», — сказал Джек Ценг, доцент кафедры палеонтологии позвоночных в Калифорнийском университете в Беркли и помощник куратора в его Музее палеонтологии, который не принимал участия в исследовании. 

«На самом деле есть кусочки и кусочки, которые добавлялись с течением времени, в различных комбинациях».