Морские предки крокодилов не могли глубоко нырять из-за больших носовых пазух

Возможно, многих порой удивляет тот факт, что киты и, например, жирафы принадлежат к одному отряду китопарнокопытных. Дело в том, что примерно 50 миллионов лет назад предки современных китов решили не оставаться на суше и, в то время как другие группы животных успешно адаптировались к новым, сухопутным условиям, вернулись в море.

Киты были в этом не одиноки: подобный разворот совершили талаттозухии (Thalattosuchia) — группа древних крокодиломорфов, единственных водоплавающих архозавров. Они населяли Землю в период между 199 и 121 миллионами лет назад, в юрский и меловой периоды.

Талаттозухии делились на два семейства: телеозаврид (Teleosauridae), которые своими длинными рылами напоминают современных гавиалов, и метриоринхид (Metriorhynchidae), полностью водных крокодиломорфов с характерными ластами и хвостом.

Четвероногих животных, вернувшихся к морской жизни после сухопутной, называют вторичноводными. Такая перемена мест вызвала своеобразные метаморфозы — достаточно вспомнить способ дыхания у дельфинов и других китообразных.

Международная группа палеобиологов задалась вопросом: как талаттозухии трансформировали свои пазухи, когда возвращались в море? Ответ на вопрос опубликован в новой статье в журнале Royal Society Open Science.

Специалисты изучили эволюционные тенденции носовых и паратимпанальных (авторы статьи называют их мозговыми) пазух, или синусов, участвующих в дыхании. Они рассматривали, как менялись их форма и размер у 25 видов известных крокодиломорфов: 11 талаттозухий и 14 современных крокодилов. Черепа животных сканировали в томографах, а затем отслеживали изменения по генеалогическому дереву.

Выяснилось, что по мере того, как талаттозухии становились все более морскими существами, их мозговые пазухи уменьшались. Некоторые пневматические отверстия они вовсе утратили — особенно в этом продвинулись именно метриоринхиды. При этом их носовые пазухи, наоборот, расширились. В целом строение черепа полуводных и морских видов заметно различалось: значит, по этому показателю можно определить возможную среду обитания древнего животного.

Особенная редукция мозговых пазух у водных талаттозухий заинтересовала ученых — они попытались объяснить это тремя гипотезами. Во-первых, меньшее количество воздушных полостей улучшало плавучесть древних крокодиломорфов — им было проще нырять. Во-вторых, утрата пневматических отверстий могла быть вынужденной мерой, чтобы череп выдерживал мышечные сокращения при подводной охоте. В-третьих, сокращение мозговых пазух могло помочь морским талаттозухиям лучше слышать под водой, ведь таким образом череп становился плотнее.

Расширение носовых пазух, как предположили палеобиологи, помогало древним крокодиломорфам отводить соли из солевых желез. Это же ограничивало метриоринхид в нырянии на глубину более сотни метров, поскольку регулировать давление в черепе становилось трудно. Воздух на глубине сжимается, отчего риск сильного сжатия и травмы носа у животного возрастает.

«Талаттозухии вымерли в раннем меловом периоде, поэтому мы никогда не узнаем наверняка, могли ли они, получив больше времени на эволюцию, сблизиться с современными китообразными, или же необходимость механического отвода солей из их желез стала непроходимым барьером для дальнейшей водной специализации», — отметил автор статьи Марк Янг из Эдинбургского университета (Великобритания).