У древних предков млекопитающих обнаружили современный слух

Палеонтологи из Чикагского университета, используя инженерные методы анализа, выяснили, что ключевая адаптация для слуха у млекопитающих — барабанная перепонка — появилась на 50 миллионов лет раньше, чем считалось.

Моделирование показало, что звуковые волны, воздействующие на барабанную перепонку тринаксодона (сверху), позволяли ему слышать гораздо эффективнее, чем только через костную проводимость (снизу). Авторы: Эйприл И. Ниндер, Алек Уилкен.

Исследование было сосредоточено на Thrinaxodon liorhinus — цинодонте, предке млекопитающих, жившем 250 миллионов лет назад. Учёные создали детальную 3D-модель его черепа на основе КТ-сканов и с помощью метода конечных элементов смоделировали, как его анатомия реагировала на звуковые волны разного давления и частоты.

Результаты, опубликованные в журнале PNAS, показали, что у тринаксодона, вероятно, была достаточно крупная барабанная перепонка, расположенная в особом изгибе на кости нижней челюсти. Это позволяло ему эффективно улавливать воздушные звуки.

«Раньше у нас не было серьёзных биомеханических тестов. Теперь, с развитием вычислительной биомеханики, мы можем делать обоснованные выводы о том, как это животное могло слышать», — пояснил ведущий автор исследования, аспирант Алек Уилкен.

До этого открытия преобладала гипотеза, что ранние цинодонты слышали в основном через костную проводимость, прижимая челюсть к земле для улавливания вибраций («слушание челюстью»). Новая работа подтверждает более раннее предположение палеонтолога Эдгара Аллина о наличии у них зачатка барабанной перепонки.

Ископаемый образец черепа и челюсти тринаксодона, использованный в исследовании. Автор: Мэтт Вуд.

Чжэ-Си Луо (слева) держит ископаемый образец тринаксодона, а Алек Уилкен (справа) — 3D-модель внутреннего уха современного опоссума для сравнения. Автор: Мэтт Вуд.

Профессор Чжэ-Си Луо отметил, что современные технологии позволили «оживить» окаменелость, присвоив её модели свойства тканей современных животных. Моделирование доказало, что вибрация от звука через барабанную перепонку была основным способом слуха для тринаксодона, хотя элемент «челюстного слуха» также присутствовал.

Это открытие отодвигает эволюцию современного типа слуха млекопитающих вглубь времён, к самым ранним этапам их развития, и демонстрирует мощь междисциплинарных подходов в палеонтологии.