То, как была устроена нервная система и особенно мозг давно вымерших животных, представляет для нас огромный интерес. Однако изучать это тоже непросто. Тем не менее, ученые пытаются работать с тем, что есть. Так, в 2003 году в журнале Nature вышла статья исследователей из Техаса и Огайо под руководством Лоуренса Уитмера, которая проливает свет на то, как мозг птерозавров управлял их полетом и на что он при этом опирался.
Охотящийся рамфоринх
Для своих исследований авторы взяли почти полностью сохранившихся черепа двух видов птерозавров: рамфоринха Rhamphorhynchus muensteri и птеродактилоида Anhanguera santanae, cамых сохранных черепов летающих ящеров на тот момент. Для получения данных о строении мозга и вестибулярной системы, авторы провели компьютерную томографию обоих черепов.
Генеалогия птерозавров в соотношении к другим архозаврам (современным птицам, динозаврам, крокодилам etc), а также черепа Rhamphorhynchus muensteri (b-d) и Anhanguera santanae (e-f).
Что же удалось установить?
Кое что было известно и до того: небольшие обонятельные области, увеличенные зрительные доли, относительно большие кора и мозжечок. Соотношение массы мозга массе тела не укладывалось в современное соотношение масс мозга и тела у современных птиц (однако выше, чем у нелетающих ящеров).
Костные лабиринты и эндокраны архозавров: крокодила (а) голубя (b), Rhamphorhynchus muensteri (c-e) и Anhanguera santanae (f-h).
Что оказалось новым?
Ориентация костного лабиринта относительно длинной оси черепа была различной у этих двух видов птерозавров, что говорит о совершенно разных положениях головы и отражает различное поведение.
Череп и реконструкция постава головы Rhamphorhynchus muensteri (a-b) и Anhanguera santanae (c-d).
Их увеличенные полукруглые каналы отражают очень утонченный орган равновесия, который согласуется с тем, что птерозавры воздушными хищниками, опиравшимися в основном на зрение. Еще одной важной находкой стали огромные (относительно всего мозга) клочки (flocculus)– участки мозжечка, которые обрабатывают сенсорную информацию от мышц, суставов, органов равновесия и кожи, а также стабилизируют в связи с этим движения глаз, позволяя получать устойчивое изображение на сетчатке. Клочки увеличены у всех птиц, достигая 1-2 процентов от массы всего мозга, однако здесь было еще больше: 7,5 процентов. Как отмечают авторы статьи, ни одно позвоночное не имеет столь развитой клочковой системы.
Скелет рамфоринха с сохранившимся отпечатком крыла
Так что мозг птерозавров оказался идеально приспособлен именно к столь сложнокоординированной деятельности, как полет, который зависит от множества переменных. При этом в управлении полетом птерозавры опирались на зрение и на кожно-мышечные ощущения.
Текст: Алексей Паевский
Witmer, L. M., Chatterjee, S., Franzosa, J., & Rowe, T. (2003). Neuroanatomy of flying reptiles and implications for flight, posture and behaviour. Nature, 425(6961), 950–953. doi:10.1038/nature02048
