Около 200 млн лет назад, когда на Земле царили динозавры, первые млекопитающие, похожие на робких землероек, незаметно, но быстро развивали свое важнейшее эволюционное преимущество — крупный мозг. И началось все с развития обоняния.

Трехмерные модели мозга современного опоссума и вымершего хадрокодиума (внизу справа). Красным цветом выделены обонятельные луковицы
Морганукодон и хадрокодиум. Оцените крошечные размеры первых млекопитающих

«Объемистый мозг у млекопитающих появился не для того, чтобы думать, — говорит один из авторов недавнего исследования Чже-Си Люо (Zhe-Xi Luo), — он развился для решения куда более необходимой в тот момент и более простой задачи — чувствительного нюха».

В самом деле, мозг млекопитающих (и птиц) в отношении к размерам их тел оказываются намного — порой в 10 раз — крупнее, чем мозг рептилий и других животных. Почему же? Некоторые ученые предполагают, что причиной тому ночной образ жизни первых млекопитающих, который стимулировал развитие слуха. Другие считают, что большой мозг стал следствием уменьшения размеров тела, происходившего у ранних млекопитающих, за темпом которого уменьшение размеров мозга просто не поспевало.

Чже-Си Люо и его коллеги подошли к этому вопросу, восстановив детальную трехмерную форму черепов двух самых древних из известных нам млекопитающих. Это морганукодон и хадрокодиум, обнаруженные в окаменелостях формации Нижний Люфенг в Китае в 1986 г. По деталям строения черепа ученые сумели показать особенности строения и развития мозговой ткани разных областей мозга. В итоге им удалось получить трехмерные модели мозга и носовых пазух этих вымерших животных.

Эти модели они сравнили с аналогичным образом построенными моделями мозга семи вымерших видов цинодонтов, рептилий, ставших непосредственными предками млекопитающих, а также с мозгом 27-ми видов примитивных млекопитающих, живших между 65 и 190 млн лет тому назад — и с мозгом 270-ти видов современных млекопитающих. Таким путем ученые показали, что увеличение размера мозга млекопитающих проходило в три крупных этапа.

Первый, пришедшийся на период существования морганукодонов, относится примерно к периоду 190 млн лет тому назад. Тогда мозг млекопитающих уже примерно на 50% превосходил в размерах мозг предшествовавших им цинодонтов. Особенно сильно разница проявилась в структурах, связанных с обонянием, в том числе и в обонятельной луковице.

На втором этапе, в эпоху жизни хадрокодиумов, мозг вырос еще на 50%, причем почти все это увеличение пришлось именно на обонятельные структуры. Третий этап, примерно 65 млн лет назад, связан с появлением современных млекопитающих, причем мозг развил области, ответственные за интеграцию информации, поступающей от разных органов чувств и координацию движений.

Ученые делают вывод о том, что увеличение относительных размеров мозга у млекопитающих началось со структур, связанных с обонянием, и именно наращивание чувствительности этого органа чувств стимулировало наращивание мозговой ткани в целом. Хотя заметим, что некоторые коллеги Чже-Си Люо более осторожны и замечают, что причинно-следственной связи тут может и не быть. Увеличение размеров мозга и обонятельных структур могут быть разными следствиями какой-то третьей, пока невыясненной адаптации.

Между тем, обоняние сегодня с полным правом считается древнейшим из наших органов чувств — и, увы, наименее исследованным. О его многочисленных загадках вы можете прочесть в нашей статье: «Запахи».

По публикации ScienceNOW