Ученые сделали виртуальный «кастинг» мозга млекопитающего 34 миллиона лет назад

Исследователи из Польши и Канады провели виртуальную реконструкцию мозга млекопитающих 34 миллиона лет назад. Он был родственником кролика, чей хорошо сохранившийся череп был найден в Северной Америке. Ее анализы позволяют нам сделать вывод об образе жизни этого ископаемого животного.

В 1941 году в прерии во время палеонтологических раскопок в американском штате Небраска исследователь из Музея Уокера Чикагского университета обнаружил небольшую окаменелость. Оказалось, что это череп маленького млекопитающего рода Megalagus — бывшего родственника современных кроликов. Это животное жило 34 миллиона лет назад и могло весить около 2 килограммов. Один его мозг был длиной менее 4 см, считают ученые.

Такие старинные и хорошо сохранившиеся находки — особенно те, которые представляют черепа млекопитающих — довольно редки. Анализ этих костей многое говорит об эволюционном развитии мозга млекопитающих. Развитие технологий помогает в исследованиях — с помощью черепа из Небраски ученые провели виртуальную реконструкцию внутренней части черепа, отражающую внешнюю поверхность мозга животного, 34 миллиона лет назад.

Череп был впервые подвергнут рентгеновской микротомографии, благодаря которой можно создать его трехмерное изображение. Затем они виртуально заполнили мозг, создав тем самым цифровой отлив мозга. Восстановленная таким образом поверхность мозга содержит информацию не только о размерах его основных частей, но и о ходе кровеносных сосудов на поверхности мозга и черепных нервов.

Как создается виртуальный мозг? Вначале череп ископаемого животного (внизу) сканируется на микротомографе, и мы создаем его цифровое трехмерное изображение (в центре), на основе этих данных в программе обработки данных КТ мы фактически реконструируем отливку черепа черепа (верхнее изображение). [Фотография черепа Фрэнка Ипполито. Иллюстрации Лопеса-Торреса и др. 2020]

Исходя из этого, модели также были изготовлены в технике 3D-печати. Этот метод можно сравнить с созданием слепков людей или животных, погребенных под пеплом Везувия в Помпеях — знаменитом городе, разрушенном извержением вулкана в 79 году. Там не осталось никаких останков. Пепел, покрывающий древний город, быстро затвердевал, сохраняя форму погребенных тел внутри.

Чем больше мы знаем о конструкции мозга кролика, тем больше мы можем сделать вывод о образе жизни этого вымершего животного.

Реконструкция среды обитания Большого мегалагусского кролика (внизу посередине) с изображением позднеэоценового леса (около 36 миллионов лет назад) в Северной Америке и представителей трех основных групп Евархонтоглиров, которые могли гипотетически встретиться в последний раз в то время. Первобытный примат из группы Plesiadapiformes (Игнаций, слева, на ветке дерева), лагоморф Megalagus и грызун из группы Ischyromyidae (Ischyromys, справа). Рис. Агнешка Kapuścińska.

«Наши новаторские исследования раннего + кролика + мозга очень важны для эволюционной биологии всей группы Euarchontoglires, включая лагоморфов, грызунов, белок, лотокот и приматов, включая людей. Поэтому они ближе к приматам, чем к мышам или белкам. И виртуальный отлив головного мозга рода Megalagus подтверждает это », — говорит в интервью PAP проф. Луция Фостович-Фрелик из Института палеобиологии Польской академии наук в Варшаве, главный инициатор и руководитель исследований. Она привела их вместе с командой проф. Мэри Силкокс из Университета Торонто Скарборо и др. Сергей Лопес-Торрес, стажер докторской степени в Институте палеобиологии Польской академии наук в Варшаве.

«У современных кроликов очень большие глаза и отличное зрение, потому что они живут в основном на открытых участках. В случае их предков, живших более 30 миллионов лет назад в Северной Америке, которые жили в лесах и зарослях, все было иначе. Наши исследования показали, что у нашего экземпляра была большая обонятельная луковица по сравнению со всем мозгом. Вот почему обонятельная роль играла в нем более важную роль, чем у современных родственников. Лишь со временем зрение животных стало более острым, что было связано с изменением окружающей среды, хотя начало этих изменений уже наблюдается у мегалагуса типа » — сказал проф. Fostowicz-Frelik.

Анализ также показывает, что американский великий кролик имел немного менее развитое полушарие мозга, чем его современные родственники. «Однако сложно сказать, означает ли это, что эти современные кролики + умнее», — шутит исследователь. Это указывает на то, что тогда — около 30 миллионов лет назад — постепенное увеличение полушарий головного мозга было заметно во всех группах животных.

Миллионы лет назад похожие кролики тоже жили в Европе, в том числе в современной Польше, которая тогда была частично покрыта океаном? На нашем континенте такие животные стали известны всего около 20 миллионов лет назад. Они пришли на наши территории с востока — из Азии, когда была открыта дорога между континентами, — указывает исследователь.

Связь между объемом черепа и массой тела в отдельных группах Euarchontoglires. Мы оцениваем мозг кролика Megalagus (отмеченный звездочкой) как пропорционально меньший по отношению к весу животного, чем у современных лагоморфов, и ближе в этом отношении к ранним приматам. [Иллюстрации Лопеса-Торреса и др. 2020]

Профессор Fostowicz-Frelik подчеркивает, что мозговые банки предков ведут себя очень плохо в ископаемом материале, потому что они очень деликатны. Например, многие из этих останков животных происходят из Китая. Просто они в основном зубы и челюсти, поэтому ничего не скажешь об их мозгах.

По словам исследователя, ткани мозга не ведут себя в ископаемом состоянии, потому что они слишком деликатны и содержат слишком много воды. С другой стороны, так называемые естественные мозговые отливки известны науке, то есть цементированное заполнение головного мозга осадком. Похожего происхождения, но даже старше — «окаменевшие мозги» динозавров. Однако это редко. Вот почему ученые все чаще используют рентгеновскую микротомографию, благодаря которой можно реконструировать форму этого органа у животных, живущих миллионы лет назад. «На нашем снимке вы можете увидеть даже венозные пазухи твердой мозговой оболочки», — подчеркивает исследователь.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *