Ученые объяснили, как сумчатый саблезубый тилакосмил видел свой мир

В новом исследовании выясняется, как вымерший плотоядный сумчатый родственник с клыками, настолько большими, что они простирались через верхнюю часть черепа, мог эффективно охотиться, несмотря на широко расставленные глаза, как у коровы или лошади. Это причудливое существо, бродившее по Южной Америке 3 миллиона лет назад, имело такие большие клыки, что его глаза были сдвинуты по бокам головы

Черепа хищников обычно имеют обращенные вперед глазницы или орбиты, что помогает обеспечить стереоскопическое (3D) зрение, полезную адаптацию для оценки положения добычи перед прыжком. Ученые из Американского музея естественной истории и Instituto Argentino de Nivología, Glaciología, y Ciencias Ambientales в Мендосе, Аргентина, изучили, может ли «сумчатый саблезубый» Thylacosmilus atrox вообще видеть в 3D. Их результаты опубликованы в журнале Communications Biology.

Тилакосмил, широко известный как «сумчатый саблезубый тигр», потому что его необычайно большие верхние клыки напоминают клыки более известного плацентарного саблезуба, появившегося в Северной Америке, Thylacosmilus жил в Южной Америке до своего исчезновения около 3 миллионов лет назад. Он был членом Sparassodonta, группы очень плотоядных млекопитающих, связанных с современными сумчатыми. Хотя виды спарассодонтов значительно различались по размеру — Thylacosmilus мог весить до 100 кг, — подавляющее большинство из них напоминало плацентарных хищников, таких как кошки и собаки, тем, что у них были обращенные вперед глаза и, предположительно, полное трехмерное зрение. Напротив, орбиты Thylacosmilus, предполагаемое гиперхищное животное — животное, диета которого, по оценкам, состоит не менее чем на 70 процентов из мяса, — располагалось так же, как у копытного, с орбитами, обращенными в основном вбок. В этой ситуации поля зрения недостаточно перекрываются, чтобы мозг мог интегрировать их в 3D. Почему у гиперхищника развилась такая своеобразная адаптация? Группа исследователей из Аргентины и США попыталась найти объяснение этому.

«Вы не можете понять устройство черепа Thylacosmilus, не познакомившись сначала с этими огромными клыками. Они были не просто большими, они постоянно росли, до такой степени, что корни клыков продолжались над верхушками их черепов. обычное хищное положение на передней части морды», — пояснила ведущий автор исследования Шарлен Гайяр из Аргентинского института.

Гайяр использовала компьютерную томографию и виртуальные 3D-реконструкции для оценки организации орбит у ряда ископаемых и современных млекопитающих. Она смогла определить, как зрительная система Thylacosmilus была бы по сравнению с другими хищниками или другими млекопитающими в целом. Хотя у некоторых современных плотоядных встречается низкая орбитальная конвергенция, Thylacosmilus был экстремальным в этом отношении: у него значение орбитальной конвергенции составляло всего 35 градусов, по сравнению с показателем типичного хищника, такого как кошка, около 65 градусов.

Однако хорошее стереоскопическое зрение также зависит от степени фронтации, которая является мерой того, как глазные яблоки расположены внутри орбит. «Тилакосмилус смог компенсировать расположение глаз по бокам головы, несколько выдвинув свои орбиты и ориентируя их почти вертикально, чтобы максимально увеличить перекрытие полей зрения. Несмотря на то, что его орбиты не были благоприятны для трехмерного зрения, он мог достичь примерно 70-процентного перекрытия поля зрения — очевидно, этого достаточно, чтобы сделать его успешным активным хищником», — сказала соавтор Аналия Форасиепи.

«Компенсация, по-видимому, является ключом к пониманию того, как был собран череп Thylacosmilus», — сказал соавтор исследования Росс Д.Э. Макфи, куратор Американского музея естественной истории. «На самом деле, модель роста клыков во время раннего развития черепа сместила орбиты от передней части лица, что привело к результату, который мы наблюдаем у взрослых черепов. Странная ориентация орбит у Thylacosmilus на самом деле представляет собой морфологический компромисс между основная функция черепа, заключающаяся в том, чтобы удерживать и защищать мозг и органы чувств, и побочная функция, уникальная для этого вида, заключающаяся в том, чтобы обеспечить достаточно места для развития огромных клыков».

Боковое смещение орбит было не единственной модификацией черепа, которую Thylacosmilus разработал для размещения своих клыков при сохранении других функций. Расположение глаз сбоку черепа приближает их к височным жевательным мышцам, что может привести к деформации во время еды. Чтобы контролировать это, некоторые млекопитающие, в том числе приматы, развили костную структуру, закрывающую глазницы сбоку. Thylacosmilus сделал то же самое — еще один пример конвергенции между неродственными видами.

Остается последний вопрос: какой цели послужило создание огромных, постоянно растущих зубов, которые потребовали переделки всего черепа?

«Возможно, это каким-то неизвестным образом облегчило хищничество, — сказала Гайяр, — но если так, то почему ни один другой Sparassodonta — или, если на то пошло, любое другое хищное млекопитающее — не развил ту же адаптацию конвергентно? Клыки Thylacosmilus не изнашивались, как резцы грызунов. Вместо этого они, кажется, просто продолжали расти у корня, в конечном итоге дойдя почти до задней части черепа».

Форасьепи подчеркнул этот момент, сказав: «Искать четкие адаптивные объяснения в эволюционной биологии весело, но в значительной степени бесполезно. Ясно одно: Thylacosmilus не был причудой природы, но в свое время и в своем месте он справлялся, по-видимому, весьма превосходно, чтобы выжить в качестве хищника из засады. Мы можем рассматривать это как аномалию, потому что это не вписывается в наши предвзятые категории того, как должен выглядеть настоящий плотоядный млекопитающий, но эволюция диктует свои правила».