Эволюция носа у млекопитающих - история одного шнобеля
Практически всем русскоговорящим людям, а думаю и не только им, знакомы такое народное творчество как пословицы и поговорки, и в некоторых из них, речь часто заходит о таком анатомическом образовании на лице или морде, как нос. Например – «не суй нос не в своё дело», «нос – через реку перерос», «любопытной Варваре, на базаре нос оторвали», так же, иногда употребляют более грубую форму – замарать или воротить рыло. Во всех приведённых мною выражениях, нос или его аналог рыло, представлены как нечто выпирающее относительно лица, что собственно так и есть, и даже если мы прекратим разглядывать человеческие носы, а перейдём к братьям нашим меньшим, например собакам или кошкам, да даже к свиньям, бурундукам, кенгуру и тем более слонам, во всех случаях нос, так или иначе, будет находиться чуть впереди, обладателя этого носа! Но если пойти чуть дальше и посмотреть на птиц, змей, крокодилов, лягушек и даже утконоса, то случится чудо, и выпирать всегда будет верхняя челюсть, а нос будет расположен немного позади.
Привет синапсиды, меня зовут Даниил, и я веду канал «Помни о предках. Палеонтология», поэтому для тех, кто не хочет много читать, внизу будет прикреплён ролик на эту же тему, а для любителей длиннопостов, я разберу небольшую, но очень интересную статью, опубликованную 2 ноября 2022 года в журнале «Работы национальной академии наук» или просто PNAS. В этом труде достаточно подробно анализируется выше озвученный парадокс, ну а точнее, как же терии или живородящие млекопитающие, дошли до жизни такой, да ещё и с выпирающим шнобелем! Для желающих почитать оригинал, будьте готовы к ГМО-эмбрионам, которых потом будут травить циклопамином мерзкие учёнусы! Ну а для остальных, пожалуй, начнём.
Итак, весь смысл в том, что у териев, то есть плацентарных и сумчатых млекопитающих, строение скелета черепа таково, что премаксилла или верхнечелюстная кость, смещена несколько вниз, а над ней располагается назальная или носовая кость, которая, например, у всех завропсид находится за премаксиллой, а у монотремат, они же однопроходные, мы можем наблюдать некий переходный вариант, но что это я, разве это доказательство эволюции, гораздо проще объяснить создание всего сущего сверхсуществом за 6 дней! Но, не будем о грустном. Статью можно поделить на две части, в первой проводится тот самый бесчеловечный опыт с эмбрионами, правда не человеческими, а лягушки, геккона, ехидны и мыши, а во второй части, сравниваются эволюционные изменения носовой части синапсид, как вымерших, так и ныне живущих. Начнём естественно с первой!
Собственно, для людей интересующихся эволюционной изменчивостью и происхождением видов, не будет секретом тот факт, что морфология эмбрионов тетрапод, весьма сходна до определённого периода, когда начнут проявляться специфические особенности анатомии конкретного вида, что является одним из доказательств эволюции. Именно поэтому учёные в составе Хироки Хигасямы, Тацуя Хиросавы, Ингмара Вернебурга и других, решили начать с начала, и сравнить анатомию эмбрионов. В результате были получены следующие данные: у зародышей лягушки, гекона и ехидны, премаксилла окостеневает медиально, то есть с середины, у первых двух рост наблюдается на протяжении всего времени, у монотремат же, рост замедляется, кость становится сравнительно меньше, а оставшееся пространство замещается верхнечелюстной перегородкой, а у зародыша мыши, окостенение происходит снаружи, относительно носовых капсул. Так же, у первой тройки верхнечелюстная кость возникает в области глазного нерва, а у териев, она развивается в области верхнечелюстного нерва. Таким образом, учёные заключают, что предчелюстная кость териевых млекопитающих, может быть сравнима с нетериальной перегородкой верхней челюсти, которая у териев отсутствует.
Чтобы понять какой из лицевых зачатков даёт начало верхнечелюстной кости и носовой перегородке у разных амниот, исследователи сравнили куриный и мышиный эмбрионы, искусственно замедлив развитие морды и создав условия для появления «заячьей губы» или расщеплённых губы и нёба, с помощью циклопамина, что позволяет ингибировать мезенхимальную пролиферацию нервного гребня, то есть запустить процесс увеличения числа мазинхимальных клеток, из которых потом вырастут соединительные и мышечные ткани, а так же некоторые клетки крови. На поздних стадиях развития глотки, слияние лобно-носовых и верхнечелюстных выступов, успешно подавлялось у обеих эмбрионов, так же контрольным экземпляром служил эмбрион геккона со спонтанно расщепившимся нёбом.
Расщелины у этих трёх животных сохранялись в одном и том же положении на протяжении всего развития, деля морду на три части: две боковые части верхнечелюстного выступа и среднюю лобно-носовую часть, где у эмбрионов геккона и курицы разделение совпадало, имея шов между верхнечелюстной костью и верхней челюстью, а перегородка верхней челюсти была обнаружена в области верхнечелюстного отростка, когда как у мышиного эмбриона верхняя челюсть также была разделена на медиальную и латеральную области, но в отличие от курицы и геккона, основное тело предчелюстной кости было обнаружено на боковой стороне расщелины. Таким образом, премаксилла у териев не является полностью лобно-носовой производной, а основная её часть, вероятно, происходит от верхнечелюстной перегородки.
Во второй части работы, авторы сравнили окаменелости таких животных как: диметродон, дицинодонт, завроктон и сильфиктидоид, с представителями современных териев, как броненосец и мышь, естественно в области носоглотки. Основное внимание было обращено на септомаксиллу или верхнечелюстную перегородку, о которой говорилось в первой части работы. Такие перегородки наблюдаются как у молодых гекконов и лягушек, так и у базальных синапсид, представляя собой небольшой костный элемент в носовом отверстии пронизанный носо-слёзными протоками. У развитых синапсид, более близких к маммалиям как горгонопс завроктон и тероцефал сильфиктидоид , внешняя часть верхнечелюстной перегородки начала переходить на боковую поверхность морды, а предчелюстная кость и перегородка оставались разделёнными у большинства цинодонтов и не териевых млекопитающих. И только у териев, наблюдается утрата внутренней части предчелюстной кости с появлением единственного носового отверстия в черепе. Так как терианская премаксилла присутствует как у метатериев, так и у эутериев, то есть сумчатых и плацентарных, слияние перегородки и предчелюстной кости, должно было произойти у их общего предка. Возможно, это уже лично мои мысли, не последнюю роль здесь мог сыграть вирус, сделавших яйцекладущих млекопитающих – живородящими.
Таким образом, авторы продвигаются в давней загадке сравнительной анатомии, где ростральная или передняя часть верхней челюсти, обеспечивается разными нервными ветвями у териев и всех остальных тетрапод. Данное исследование показывает, что предчелюстная кость не представлена в передней части верхней челюсти не териевых четвероногих, а у териев образует подвижный нос, выдающийся наиболее вперёд относительно всего остального тела.
Так же, в ходе эволюции, создаётся териевая конфигурация верхней челюсти, с ростральным расположением вибрисов, что способствует наиболее быстрому получению информации посредством осязания. Думаю что через некоторое время, данный маркер можно будет использовать как ещё один признак для отличия териев от всех остальных, наряду с размером мозга и строением среднего уха.
Вот так териевые млекопитающие оказались с носом, что безусловно дало им ряд преимуществ, перед всеми остальными тетраподами и вероятно сыграло свою роль около 65 миллионов лет назад. Ниже приведена ссылка на статью и оригинальный ролик на Ютубе, буду благодарен за его просмотр и оценку! Да скорого, мои синапсидные бро!
Оригинал статьи - https://www.pnas.org/doi/abs/10.1073/pnas.2111876118