Ученые выяснили, откуда слоны получили свои невероятные хоботы

У слонов удивительные хоботы: сильные, ловкие и гибкие. Теперь учёные, возможно, наконец-то выяснили, как у крупнейших ныне живущих наземных животных Земли развились их харизматические хоботки. 

Слоновьи хоботы — чудеса эволюционной биологии. Они могут достигать более 2 метров в длину и иметь более 40 000 отдельных мышц и нервных волокон. Они способны поднять 270 килограммов, но могут осторожно поднять и один-единственный арахис.

Точное экологическое и биологическое давление, которое привело к эволюции этих стволов, долгое время озадачивало ученых, но новый препринт исследования, опубликованный в журнале eLife, показывает, что изменения, вызванные климатом, могут частично объяснить загадку.

Понимание эволюции хобота слона всегда было сложной задачей, поскольку мягкие ткани хобота, такие как мышцы и кожа, плохо окаменевают. Это затрудняет учёным поиск прямых свидетельств ранних форм туловища в летописях окаменелостей.

Ученые объяснили, что у многих животных с длинным туловищем длинные нижние челюсти. Но эти длинные челюсти впоследствии укорачиваются после совместной эволюции с туловищем — хотя связь между ними несколько неясна.

В новом исследовании исследователи сравнили три основных семейства слоноподобных млекопитающих в северном Китае, существовавших примерно 11–20 миллионов лет назад, исследуя, как физиология этих групп различалась в зависимости от их стратегий питания и экосистем. 

Группы включали Amebelodontidae, Choerolophodontidae и Gomphotheriidae — три отдельные линии гомфотерий, предковую группу ныне живущих слонов.

Ведущий автор исследования Чуньсяо Ли, исследователь из Университета Китайской академии наук, рассказал, что эти древние млекопитающие представляли особый интерес, поскольку все они имели длинные, но «дифференцированные» челюсти, поэтому можно было сделать вывод, как это повлияло на эволюцию туловища.

Команда проанализировала зубную эмаль этих трех типов ранних слонов, чтобы получить новые сведения об их пищевых привычках и окружающей среде, в которой они жили.

Они обнаружили, что Choerolphontidae, похоже, жили в относительно закрытых средах, таких как леса, в то время как Amebelodontidae распространились на более открытые места обитания, такие как луга. Гомфотерииды, по-видимому, жили в средах обитания, которые находились где-то посередине.

Ученые объединили эти результаты с математическим моделированием движения челюстей этих трех вымерших видов. 

«Choerolphontidae живут в густых лесах, поэтому существует множество растений с горизонтально простирающимися ветвями», — рассказал соавтор исследования профессор Ши-Ци Ван из Китайской академии наук. 

Их челюсти были приспособлены для оказания давления вверх и вниз, а не вперед или назад, эффективно разрезая горизонтальную листву. Исследователи предположили, что их хоботы были относительно примитивными и неуклюжими. 

Однако челюсти как Gomphotheriida, так и Amebelodontidae, обитавших в более открытых местах обитания, были более приспособлены к срезанию вертикально растущих растений, таких как травы с мягкими стеблями и травы. Носовая часть их черепов, казалось, больше напоминала современных слонов, что позволяет предположить, что их хоботы были способны скручиваться или хвататься, что могло помочь доставить еду прямо ко рту.

«Мы знаем, что вся палеосреда изменилась за это время от теплой и влажной к более холодной, сухой и открытой среде», — говорит Ли. «В это время мы видим, что эти ранние слоны начинают использовать свои длинные хоботы, чтобы хватать траву».

По словам Ли, этот выпас на открытой местности, возможно, способствовал эволюции стволов, которые мы видим сегодня. Это также дает ключ к пониманию того, почему у лесных животных, таких как тапиры, хоботы относительно слабы по сравнению с хоботами слонов.

«Мы выяснили, почему ранние слоны стали иметь такие умные хоботы… их хоботы становятся сильнее и гибче, пока, наконец, они не начинают терять свои длинные челюсти», — сказал Ван.