Чи змогла б одна з перших істот, схожих на ссавців, почути музику в навушниках? Питання звучить кумедно, але саме воно десятиліттями не давало спокою палеонтологам. Річ у тім, що ранні предки ссавців — так звані цинодонти — поєднували риси рептилій і майбутніх теплокровних тварин. І одна з головних загадок полягала в тому, чи мали вони здатність чути повітряні звуки.
Без вух, але не без слуху?
Цинодонти жили понад 250 мільйонів років тому і не мали зовнішніх вух, знайомих нам сьогодні. Через це довгий час вважалося, що вони могли сприймати лише вібрації ґрунту — притискаючи голову до землі, як це роблять деякі сучасні рептилії. Така здатність давала б обмежену інформацію про навколишній світ і навряд чи допомагала вчасно почути хижака або здобич.
Ще у 1970-х роках палеонтолог Едгар Аллін висунув сміливу гіпотезу: цинодонти могли мати примітивну барабанну перетинку. За його припущенням, тонка мембрана натягувалася на вигнутій частині нижньої щелепи й реагувала на звуки в повітрі. Але на той час перевірити цю ідею було неможливо — бракувало технологій.
Сучасні технології проти давніх загадок
Ситуація змінилася завдяки сучасній науці. Палеонтологи Алек Вілкен і Чже-Сі Луо з Чиказького університету вирішили з’ясувати, як саме чув Thrinaxodon liorhinus — один із добре відомих цинодонтів, що жив приблизно 250 мільйонів років тому.
Дослідники зробили детальні комп’ютерні томограми черепа цієї тварини, а потім створили цифрову модель її голови. Для аналізу вони використали програмне забезпечення, яке зазвичай застосовують інженери для розрахунків навантажень у будівлях і мостах. Це дозволило змоделювати, як звук проходив через кістки, м’язи та тканини давньої істоти.
Щелепа як орган слуху
Результати симуляцій підтвердили: Аллін мав рацію. Вигнута форма нижньої щелепи Thrinaxodon ідеально підходила для закріплення примітивної барабанної перетинки. Вона могла вібрувати під дією повітряних звуків, змушуючи дрібні кісточки рухатися й передавати сигнали до слухового нерва.
Це означає, що Thrinaxodon чув значно краще, ніж якби сприймав лише вібрації через кістки. Ба більше, його слух був тісно пов’язаний із процесом жування. Оскільки елементи слуху були частиною щелепного суглоба, напруження або розслаблення жувальних м’язів впливало на сприйняття звуків. Розслаблена щелепа допомагала чути нижчі частоти, а активна робота м’язів — підвищувала чутливість до високих звуків.
Слух з’явився раніше, ніж ми думали
Хоча Thrinaxodon ще не мав складного внутрішнього вуха, як у сучасних ссавців, дослідження показало: ефективний «барабанний» слух виник набагато раніше, ніж вважалося. За оцінками вчених, еволюція барабанної перетинки почалася щонайменше на 50 мільйонів років раніше.
Це відкриття змінює уявлення про те, як формувався слух у ссавців, і демонструє, що шлях до сучасних вух був довгим і несподіваним. Давні істоти без видимих вух насправді могли чути світ навколо значно краще, ніж ми уявляли — і це, ймовірно, допомогло їм вижити в небезпечному доісторичному середовищі.