Новое исследование раскрывает развитие и эволюцию дыхала дельфинов и китов

Современные китообразные (дельфины, киты и морские свиньи) имеют уникальный носовой проход, который выходит на макушке головы в виде дыхала — адаптация для дыхания в воде. Однако у эмбрионов носовой проход изначально расположен, как у большинства млекопитающих: параллельно нёбу и выходит на кончике морды. Учёные долго не понимали, как происходит переориентация этого прохода во время развития.

Новое исследование Рэйчел Ростон и В. Луизы Рот, опубликованное в Journal of Anatomy, на основе анализа анатомии эмбрионов и плодов пятнистого дельфина (Stenella attenuata) выявило три ключевые фазы роста, объясняющие этот переход.

Три фазы переориентации носового прохода:

  1. Расхождение нёба и носового прохода: Первоначально параллельные структуры расходятся, так как область между ними растёт, образуя треугольную форму. Эта фаза начинается на эмбриональной стадии.
  2. Удлинение морды: Рыло удлиняется под углом к носовому проходу, ещё больше удаляя ноздри от кончика морды. Эта фаза начинается на более поздних стадиях развития плода.
  3. Сгибание черепа: Череп сгибается назад, выравнивая голову и тело. Это вращает носовой проход почти вертикально относительно оси тела. Фаза начинается в конце эмбрионального развития и продолжается у плода.

Фазы не следуют строго по очереди, а перекрываются во времени.

Сравнение с усатыми китами

Исследование также выявило различия между зубатыми и усатыми китами. У изученного финвала (Balaenoptera physalus) сгибание черепа происходит в задней части черепа, а у пятнистого дельфина — ближе к его середине. Это указывает на разные эволюционные пути двух групп, разделившихся более 30 миллионов лет назад.

Значение для эволюции

Модель даёт представление о том, как дыхало мигрировало от кончика морды у наземных предков китообразных (более 50 млн лет назад) к вершине черепа. Она также подчёркивает, что ключевые изменения происходят в основании черепа, а не только в области носа.

«Хотя и у тех, и у других развивается дыхало, есть ключевые различия между усатым и зубатым китом в том, как они меняют ориентацию носовых проходов во время развития», — отметила В. Луиза Рот.

Эта модель служит основой для будущих сравнительных исследований развития разных видов китообразных.