Ультразвук догнал мышей в полете

Известный эволюционный вопрос о том, что было раньше – курица или яйцо, если исходить из современных воззрений, не требует ответа. Другое дело реконструкция более частных, но от того не менее интересных событий миллионлетней давности.

Одно из них – пара «полет – эхолокация» у летучей мыши. То, что млекопитающие смогли подняться в воздух, не так удивительно, ведь за миллионы лет до них это сделали насекомые, рептилии и птицы. Но совершенно другое дело – механизм, который они используют для ориентации. Современные приборы только несколько лет назад позволили человеку обрести «ультразвуковое зрение», доступное летучим мышам десятки миллионов лет.

Хотя вопрос, как долго крылатые владеют им, тоже длительное время оставался спорным. До недавнего времени никто не мог опровергнуть ни одну из трех гипотез: первым был полет, а потом эхолокация; первой была эхолокация; и, наконец, оба достижения возникли одновременно. Специфика эволюции как науки в том, что у всех трех были соответствующие абсолютно логичные, но малоподтвержденные палеонтологическими находками обоснования.

Объединив новую находку германских, американских и канадских палеонтологов в формации Грин-Ривер в Вайоминге вместе со старыми артефактами, о которых сообщалось осенью, ученые смогли поставить точку в длительном споре, отдав пальму первенства полету. Работа учёных принята к публикации в журнале Nature. Чарльз Дарвин был бы рад, ведь эволюция летучих мышей, как он сам признавал, была одним из слабых мест его «Происхождения видов».

И сделано это было не с помощью подсчета количества шишек на голове ископаемых млекопитающих, датируемых ранним эоценом (52,5 миллиона лет назад), хотя анализ скелета, безусловно, играл ключевую роль.

По мнению апологетов первичности эхолокации, предки летучих мышей вели лесной образ жизни, охотясь на насекомых. Ультразвук позволял им делать это в темноте, падая на жертву с веток; это компенсировало и неумение летать, и недостаток скорости. В подтверждение своей гипотезы они приводят современных тупай, у которых есть рудименты эхолокационной системы, и отсутствие у ископаемых скелетов древних шпоры, наподобие птичьей.

Но если допустить, что далекие предшественники вели дневной образ жизни, то эхолокация практически полностью компенсируется зрением и, более того, становится энергетически невыгодной.

Как показали в свое время шотландские ученые, «себестоимость» ультразвука для современной летучей мыши, находящейся в покое очень высока, ведь нужно с высокой частотой генерировать колебания достаточной амплитуды и энергии, которой бы хватило на отражение и обратный путь. Эти колебания создаются с помощью сильных сокращений дыхательной мускулатуры.

В движении дополнительные затраты практически равны нулю, а волны обеспечиваются биением крыльев и вентиляцией легких.

Описанные Нэнси Симмонс и её коллегами останки относятся к новому виду Onychonycteris finneyi, существенно отличающемуся от своих современных, да и других ископаемых собратьев. Именно в этом его уникальность. Все найденные до сегодняшнего дня останки летучих мышей практически полностью соответствовали строению современных особей. Это относится и к древнейшему из известных прежде роду Icaronycteris, тоже датируемому концом раннего эоцена, но уже обладающему всеми чертами современных микрохироптер.

Вновь описанный онихониктерис из-за наличия когтей на каждом пальце (у современных рукокрылых всего лишь два когтя на каждой конечности) уже получил прозвище «20-когтевой».

Но главная деталь – нормальная улитка уха, а точнее – отсутствие её увеличения, необходимого для регистрации отраженных волн.

А раз не было аппарата для регистрации, то не было и самого «ультразвукового зрения». Хотя не исключено, что сами колебания особь всё-таки могла производить, уж слишком похоже её остальное строение на современных родственников.

Анализ пропорций тела позволил ученым сказать, что онихониктерис вел лесной образ жизни, что, кстати, признавалось апологетами обеих гипотез.

Правда, ответы ученые смогли получить не на все вопросы.

Верхняя часть черепа обоих описанных Симмонс особей оказалась раздавлена, конечно, не во время тренировок, а за миллионы лет хранения в скале. Ученые надеялись проанализировать размер глазниц, ведь это помогло бы им сказать, дневной или ночной образ жизни вёл их подопечный. Пока не получилось.