Новое исследование раскрывает удивительно конвергентную эволюцию внутреннего уха млекопитающих. Международная исследовательская группа под руководством Николь Грюнстра из Венского университета и Анн Ле Мэтр из Института Конрада Лоренца (KLI) по исследованиям эволюции и познания (Клостернойбург) показала, что группа сильно различающихся млекопитающих, известных как Afrotheria, и отдаленно родственных, но экологически очень похожих млекопитающих независимо друг от друга развили схожие формы внутреннего уха. Исследование опубликовано в журнале Nature Communications.
Внутреннее ухо позвоночных, расположенное внутри костного черепа, важно для слуха и равновесия. Долгое время считалось, что разнообразие его сложной формы среди животных отражает адаптацию к различным средам и локомоторному поведению. В то же время форма внутреннего уха также отражает эволюционное происхождение, при этом близкородственные виды, как правило, имеют более схожие формы внутреннего уха, чем отдаленно родственные виды.
Это говорит о том, что нейтральная (неадаптивная) эволюция может быть более важной в формировании морфологии внутреннего уха, чем считалось ранее. Новое исследование внутренних ушей разнообразной группы млекопитающих проливает новый свет на этот вопрос.
Команда эволюционных биологов и палеонтологов, включая исследователей из Венского музея естественной истории, изучала форму внутреннего уха у Afrotheria. Эта группа животных состоит из родственных млекопитающих, которые сильно различаются по своей анатомии и среде обитания, включая трубкозуба, слонов, златокротов, даманов, грызунов-землероек и морских коров.
Исследователи сравнили форму их ушей с другими млекопитающими, которые имеют аналогичную анатомию, экологию и/или локомоторное поведение, но имеют с ними лишь очень отдаленное родство, например, с муравьедами, «настоящими» кротами, грызунами, ежами и дельфинами.
Команда провела рентгеновскую микротомографию черепов, хранящихся в музейных коллекциях, из которых они реконструировали виртуальные 3D-модели внутреннего уха. Затем они сравнили формы внутреннего уха у афротериев и их аналогов и проанализировали форму уха в зависимости от среды обитания и передвижения.
«Мы обнаружили, что форма внутреннего уха у аналогичных видов более схожа, чем у неаналогичных, даже если последние имеют более недавнего общего предка и, следовательно, более тесно связаны», — объясняет соавтор исследования Николь Грюнстра.
Например, форма ушей морских коров меньше похожа на форму ушей слонов или даманов (близкородственных афротериев) и больше на форму ушей дельфинов (гораздо более отдаленно родственного млекопитающего). Это сходство форм соответствует адаптации к строго водной среде. Исследование также обнаружило похожие формы ушей у других отдаленно родственных видов с той же средой или стратегией питания, например, у подземных видов или видов, живущих на деревьях.
«Мы также смогли показать, что у экоморфологически схожих млекопитающих развились схожие формы ушей в результате адаптации к общим экологическим нишам или локомоции, а не случайно», — говорит соавтор Энн Ле Мэтр. Это весомое доказательство конвергентной эволюции, процесса, в ходе которого предковые формы ушей независимо развиваются, становясь похожими из-за общего давления отбора.
Новое исследование, по-видимому, противоречит недавним работам по птицам, рептилиям и некоторым млекопитающим, которые ставят под сомнение степень влияния адаптивных процессов на изменчивость внутреннего уха у позвоночных.
Одно из объяснений заключается в том, что адаптивные различия в форме уха, вероятно, особенно сильно проявляются при сравнении видов с различными экологическими стратегиями, такими как афротерианы и многие другие млекопитающие. Другое возможное объяснение заключается в том, что ухо млекопитающих имеет более высокую «эволюционируемость», которая является внутренней способностью к адаптивной эволюции.
Среди позвоночных ухо млекопитающих особенно сложное. По сравнению с птицами, крокодилами или ящерицами, ухо млекопитающих приобрело несколько дополнительных компонентов за счет эволюционной редукции и трансформации челюстных костей и их последующей интеграции в среднее ухо (тогда как у птиц и рептилий они остались частью челюсти).
Эта особенность позволяет млекопитающим обнаруживать гораздо более широкий диапазон звуков, особенно высоких тонов. Что важно, это также увеличивает анатомическую, генетическую и эволюционную сложность уха, что, как предсказывает теория, расширяет диапазон потенциальных форм уха, которые могут эволюционировать.
«Увеличение генетических и онтогенетических факторов признака дает естественному отбору больше возможностей для поворота, что облегчает эволюцию различных адаптаций», — добавляет соавтор исследования Филипп Миттерёккер из Венского университета.
Эта возросшая способность уха к развитию могла помочь проложить путь к адаптации к новым условиям и локомоторному поведению в ходе эволюции млекопитающих
В челюстях морских червей обнаружен твердый, но легкий «биометалл»
Челюсти некоторых морских червей состоят из исключительно твердого, но легкого материала, получившего название «биометалл», который может найти применение в технике. Результаты исследования были опубликованы в журнале Biophysics Reviews. Perinereis cultrifera…
Археологи расшифровали надпись VIII века и установили имя первого астронома майя
Группа исследователей смогла расшифровать надпись на археологическом участке Ксультун, которая раскрывает личность математика и астронома VIII века. До настоящего времени это был единственный известный пример подписи в вычислительном тексте цивилизации…
В окрестностях Солнца астрономы обнаружили четыре новых белых карлика
Международная группа астрономов обнаружила в окрестностях Солнца четыре новых белых карлика, которые до сих пор оставались незамеченными. Белые карлики — это плотные ядра мертвых звезд, которые не были достаточно массивными,…
МО: за ночь над регионами России сбили 243 украинских БПЛА
Российские средства ПВО перехватили и уничтожили в течение ночи над регионами РФ, акваториями Азовского и Черного морей 243 украинских БПЛА. Об этом сообщили в Минобороны России. С 20:00 мск 16…
Шуваев: в Белгородской области при атаках ВСУ погиб человек
ВСУ атаковали территорию Белгородской области более 95 раз за прошедшие сутки. В результате атак погибла мирная жительница, еще пять человек получили ранения, сообщил врио губернатора региона Александр Шуваев в своем…
Поражены порты в Одесской области. Что известно о новых ударах ВС России
Российские войска в ночь на 17 июля нанесли удары по украинским портам, которые используются для доставки грузов ВСУ, сообщили в Минобороны РФ. ТАСС собрал основное о результатах. Сообщение Минобороны ВС…
Демарш Болгарии в отношении Украины удивил Европу
Став первым государством, официально покинувшим так называемую коалицию желающих, Болгария и ее руко...
Молодая макака из древней гробницы могла быть питомцем богатого римлянина
Детеныш макаки, найденный в гробнице римского периода в древней Атталии, расположенной под современн...
Парадокс нашего времени, молодым человеком могут считать лет до 40, при этом кризис среднего возраста может наступить в 30.
Этот сайт использует файлы «cookie» с целью повышения удобства его использования. Во время посещения сайта вы соглашаетесь с тем, что мы обрабатываем ваши персональные данные с использованием сервиса «Яндекс. Метрика». Продолжая использовать сайт, вы соглашаетесь с Политикой конфиденциальности.
Зарегистрировано Федеральной службой по надзору в сфере связи, информационных технологий и массовых коммуникаций
(Роскомнадзор). Реестровая запись от 07.06.2022 серия ЭЛ № ФС 77 – 83392. При использовании, полном или частичном
цитировании материалов planet-today.ru активная гиперссылка обязательна. Мнения и взгляды авторов не всегда совпадают с
точкой зрения редакции. На информационном ресурсе применяются рекомендательные технологии (информационные технологии
предоставления информации на основе сбора, систематизации и анализа сведений, относящихся к предпочтениям пользователей
сети "Интернет", находящихся на территории Российской Федерации)".