Нещодавно знайдений викопний птах Navaornis hestiae з мезозойської ери надав важливу інформацію про еволюційний розвиток пташиного мозку, пов’язавши давні види, такі як археоптерикс, із сучасними птахами.
Видатне відкриття скам’янілостей може змінити наше розуміння того, як розвивався унікальний мозок та інтелект птахів, що є давньою загадкою еволюції хребетних.
Вчені виявили надзвичайно добре збереженого викопного птаха з мезозойської ери, який за розміром можна порівняти зі шпаком. Його повний череп зберігся майже неушкодженим — рідкісне явище для будь-яких скам’янілостей птахів, особливо таких давніх.
Надзвичайна тривимірна збереженість черепа дозволила вченим під керівництвом Кембриджського університету та Музею природничої історії округу Лос-Анджелес відтворити мозок птаха, якого вони назвали Navaornis hestiae у цифровому вигляді. Наворніси жили приблизно 80 мільйонів років тому на території сучасної Бразилії, до масового вимирання, яке вбило всіх непташиних динозаврів.
Вчені кажуть, що їхнє відкриття, опубліковане в журналі Nature, може стати «Розеттським каменем» для визначення еволюційного походження сучасного пташиного мозку. Скам’янілість заповнює 70-мільйонну прогалину в нашому розумінні того, як розвивався мозок птахів: між 150-мільйонним археоптериксом, найдавнішим відомим птахоподібним динозавром, і сучасними птахами.
Пізнавальна інформація з анатомії давніх птахів
Головний мозок наворніса був більшим, ніж в археоптерикса, що дозволяє припустити, що він мав більш розвинені когнітивні здібності, ніж найдавніші птахоподібні динозаври. Однак більшість ділянок його мозку, наприклад, мозочок, були менш розвиненими, що свідчить про те, що він ще не розвинув складні механізми керування польотом, властиві сучасним птахам.
«Структура мозку наворніса майже точно проміжна між археоптериксом і сучасними птахами — це був один з тих моментів, коли відсутній шматочок вписується абсолютно ідеально», — сказав співавтор дослідження доктор Гільєрмо Навалон з Кембриджського факультету наук про Землю.
Історичне та культурне значення скам’янілості
Navaornis названий на честь Вільяма Нави, директора Палеонтологічного музею Марілії в бразильському штаті Сан-Паулу, який виявив скам’янілість у 2016 році в сусідньому населеному пункті Президенте-Пруденте. Десятки мільйонів років тому це місце, ймовірно, було сухою місцевістю з повільною течією струмків, що уможливило чудове збереження скам’янілості. Ця збереженість дозволила дослідникам використати передову технологію мікро-КТ-сканування для реконструкції черепа та мозку птаха в найдрібніших деталях.
«Ця скам’янілість дійсно настільки унікальна, що я був вражений з того моменту, як вперше побачив її, і до того моменту, коли закінчив збирати всі кістки черепа і мозок, що дозволяє нам повністю оцінити анатомію цього раннього птаха», — сказав Навалон.
Розгадка еволюції пташиного мозку
«Сучасні птахи мають одні з найдосконаліших когнітивних здібностей у тваринному світі, які можна порівняти лише зі ссавцями», — говорить професор Деніел Філд з Кембриджського факультету наук про Землю, старший автор дослідження. «Але вчені намагалися зрозуміти, як і коли розвинувся унікальний мозок і неабиякий інтелект птахів — Філд чекав на знахідку скам’янілостей, подібних до цієї».
До цього відкриття знань про еволюційний перехід між мозком археоптерикса і сучасних птахів практично не існувало. «Це майже 70 мільйонів років еволюції птахів, в ході якої виникли всі основні лінії мезозойських птахів, включаючи перших представників птахів, які живуть сьогодні», — сказав Навалон. «Наворніс знаходиться прямо посередині цього 70-мільйонного розриву і інформує нас про те, що відбувалося між цими двома еволюційними точками».
Загадкові предки: «Протилежні птахи
Хоча, на перший погляд череп наворніса дещо нагадує череп маленького голуба, при ближчому розгляді виявляється, що це зовсім не сучасний птах, а представник групи ранніх птахів, названих енантіорнітинами, або «протилежними птахами».
«Протилежні птахи» відокремилися від сучасних птахів понад 130 мільйонів років тому, але мали складне пір’я і, ймовірно, вміли літати, як і сучасні птахи. Однак анатомія мозку Наворніса ставить нове питання: як протилежні птахи контролювали свій політ, не маючи повного набору функцій мозку, які спостерігаються у сучасних птахів, включаючи розширений мозочок, який є центром просторового контролю живих птахів?
Еволюційне значення наворніса
«Ця скам’янілість представляє вид, що перебуває в середині еволюційного шляху пізнання птахів, — каже Філд, який також є куратором відділу орнітології Стрікленда в Кембриджському зоологічному музеї. «Когнітивні здібності могли дати наворнісу перевагу в пошуку їжі або притулку, і, можливо, він був здатний до складних шлюбних демонстрацій або іншої складної соціальної поведінки».
«Це відкриття показує, що деякі птахи, які літали над головами динозаврів, вже мали повністю сучасну геометрію черепа понад 80 мільйонів років тому», — сказав співавтор дослідження доктор Луїс Чіапе з Музею природної історії округу Лос-Анджелес.
Ключова скам’янілість у дослідженні птахів
Хоча Наворніс є однією з найкраще збережених скам’янілостей птахів мезозойської ери, дослідники вважають, що багато інших знахідок з бразильської ділянки, де він був знайдений, можуть запропонувати подальше розуміння еволюції птахів.
«Це може бути лише одна скам’янілість, але вона є ключовим елементом у пазлі еволюції мозку птахів, — каже Філд. «Завдяки Наворнісу ми отримали більш чітке уявлення про еволюційні зміни, які відбулися між археоптериксом і сучасними розумними, складними в поведінці птахами, такими як ворони і папуги».
Майбутнє досліджень еволюції птахів
Хоча це відкриття є значним проривом, дослідники кажуть, що це лише перший крок у розумінні еволюції пташиного інтелекту. Майбутні дослідження можуть виявити, як Navaornis взаємодіяв з навколишнім середовищем, що допоможе відповісти на ширші питання про еволюцію пташиного пізнання з плином часу.