Их мозг был меньше, но зрение — лучше: как птерозавры покорили небо без огромной головы

У птерозавров нашли увеличенные зрительные доли для полета — Фаббри

Птерозавры были первыми позвоночными, которые уверенно вышли в небо, и долгое время оставалось загадкой, "каким мозгом" обеспечивался их полёт. Международная группа исследователей провела реконструкцию мозговых полостей у более чем трёх десятков видов, используя 3D-визуализацию высокого разрешения и микроКТ. Итог оказался неожиданным: птерозавры, похоже, собрали свой "полетный компьютер" быстро и по пути, непохожему на эволюцию мозга птиц. Результаты опубликованы в Current Biology.

Кто попал в выборку и зачем понадобилась микроКТ-реконструкция

В исследовании сравнили широкий круг архозавров: птерозавров, их близких родственников, ранних динозавров и предшественников птиц, а также современных птиц и крокодилов. Для ископаемых животных прямой "мягкотканной" анатомии не получить, поэтому учёные изучали эндокасты — цифровые модели полости черепа, по которым можно оценивать форму и пропорции мозга и некоторых связанных структур. МикроКТ даёт возможность увидеть тонкие детали без разрушения образца и сопоставить их между разными группами.

Отдельная интрига тут в самом полёте. Он требует не только крыльев и лёгкого скелета, но и точной сенсомоторной координации: ориентации в пространстве, стабилизации взгляда, быстрого контроля движения. Поэтому исследователи ожидали увидеть общие нейроанатомические "подписи" у животных, которые освоили воздух, даже если их крылья и покровы эволюционировали по-разному.

Главный вывод: большой мозг не был "двигателем" полёта птерозавров

Ключевой результат сформулирован довольно прямо: увеличение мозга, характерное для современных птиц и, вероятно, части их предков, не объясняет, почему птерозавры смогли летать. По данным авторов, птерозавры вышли к активному полёту очень рано в своей истории и сделали это, имея мозг меньше, чем у "настоящих" нелетающих динозавров. То есть размер в целом не был решающим условием.

"Наши результаты подтверждают тот факт, что увеличенный мозг, наблюдаемый у современных птиц и, предположительно, у их доисторических предков, не был движущей силой способности птерозавров к полету", — говорит Маттео Фаббри из Медицинской школы Университета Джонса Хопкинса.

Эта мысль важна и методологически. Часто "уменьшение/увеличение мозга" пытаются напрямую связать с ключевыми эволюционными инновациями. Здесь же показывают: для полёта может оказаться достаточно точечных перестроек отдельных отделов и сенсорных систем, а не обязательного роста всего мозга.

Откуда взялась "подсказка": родственник птерозавров иксалерпетон

Самой ценной находкой для этой истории стал близкий родственник птерозавров — лагерпетид Ixalerpeton polesinensis из триасовых отложений Бразилии возрастом около 233 млн лет. Это нелетающее животное, но его эндокаст показал признаки, связанные с улучшенным зрением, включая увеличение зрительной доли (optic lobe). Авторы трактуют это как задел: часть "авиационной" сенсорики могла появиться ещё до того, как птерозавры реально поднялись в воздух.

"В мозге лагерпетида уже были обнаружены особенности, связанные с улучшенным зрением, включая увеличенную зрительную долю", — сказал Марио Бронцати, исследователь из Тюбингенского университета.

При этом в остальном сходств оказалось немного. У птерозавров зрительная доля тоже увеличена, но форма и пропорции мозга в целом у них заметно отличаются от лагерпетид. Такое сочетание — "общие визуальные настройки, но разная архитектура остального" — подтолкнуло авторов к версии о резком эволюционном скачке.

Резкий скачок у птерозавров и постепенный путь у птиц

Исследователи предполагают, что ранние птерозавры, появившиеся вскоре после лагерпетид, могли приобрести "полетный набор" относительно быстро, почти на старте своей ветви. В формулировках научных пресс-материалов это звучит как мысль о том, что птерозавры построили свои "flight computers" фактически с нуля, а не путём медленного наращивания признаков, как у птиц.

У птиц, напротив, чаще обсуждается постепенный переход: наследование отдельных черт от нептичьих предков и их последующая "перепрошивка" под полёт. В этой логике важное место занимает мозжечок — отдел, отвечающий за координацию движений. Авторы новой работы упоминают более ранние данные, где расширение мозжечка связывают с полётом птиц; такие выводы обсуждались в исследованиях, опубликованных, в частности, в Proceedings of the Royal Society B.

Что ещё сравнивали: крокодилы, ранние птицы и "умеренно увеличенные" полушария

В дальнейшей части анализа учёные сопоставили мозговые полости крокодилов и ранних вымерших птиц с данными по птерозаврам. Один из результатов: у птерозавров отмечены умеренно увеличенные полушария, сопоставимые по размеру с эндокастами современных птиц, если сравнивать с другими динозаврами. Это добавляет нюанс: общий мозг может быть не гигантским, но отдельные зоны и общая конфигурация могли подстраиваться под сложную сенсомоторную задачу полёта.

Здесь же звучит и важный "геологический" акцент: находки на юге Бразилии всё сильнее проясняют раннюю историю архозавров и происхождение крупных ветвей вроде динозавров и птерозавров — благодаря новым окаменелостям и современным методам визуализации.

Сравнение: как "полетный мозг" собирали птерозавры и птицы

Птерозавры: полёт появился рано, а нейроанатомия, судя по реконструкциям, могла перестроиться быстро, с минимальным сходством с ближайшими нелетающими родственниками, кроме визуальных улучшений.
Птицы (паравианы): сценарий чаще описывают как постепенный, где важную роль играют наследуемые изменения головного мозга, мозжечка и зрительных систем, позже "донастроенные" под полёт.
Общее: и там и там зрение оказывается в центре истории — увеличение зрительных долей связывают с управлением движением в сложной трёхмерной среде.