Ученые объяснили ловкость хобота: расшифрован контроль лицевой моторики у слонов

Слоны обладают удивительным арсеналом движений лица, ушей и хобота. Хобот состоит из гораздо большего количества мышц, чем всё тело человека, и может выполнять как мощные, так и очень деликатные движения.

Команда ученых из Университета Гумбольдта в Берлине и Института зоопарков и исследований дикой природы имени Лейбница (Leibniz-IZW) исследовала лицевое двигательное ядро африканских и азиатских слонов — структуру мозга, контролирующую лицевые мышцы этих животных. Это ядро содержит больше лицевых мотонейронов, чем у любого другого наземного млекопитающего, что показано в статье, опубликованной в журнале Science Advances.

Хобот слона — один из самых примечательных органов в животном мире. Он чрезвычайно мускулистый и сильный, содержит гораздо больше мышц, чем всё тело человека, и в то же время очень чувствителен и способен на тщательно выполняемые, точно настроенные двигательные действия. Способ использования кончика хобота сильно напоминает человеческую руку, и у них действительно есть так называемые пальцы на кончике.

Лена Кауфманн и коллеги из лаборатории Михаэля Брехта в HU Berlin и отдела управления репродукцией Томаса Хильдебрандта в Leibniz-IZW впервые детально изучили и описали так называемое лицевое ядро слона — структуру мозга, отвечающую за контроль лицевых мышц слонов, от ушей до кончика хобота.

«Лицевое двигательное ядро слона уникально в нескольких отношениях. Например, оно содержит больше лицевых мотонейронов, чем все другие наземные млекопитающие», — говорит первый автор Лена Кауфманн (HU Berlin).

Ученые насчитали около 54 000 нейронов в лицевом ядре азиатского слона (Elephas maximus), тогда как у африканского саванного слона (Loxodonta africana) их около 63 000. Команда объяснила большее число нейронов лицевого ядра у африканских слонов их более крупными ушами и более сложным кончиком хобота.

«У африканских саванных слонов есть два так называемых пальца на кончике хобота, которыми они захватывают предметы», — говорит Томас Хильдебрандт (Leibniz-IZW). — «Такой щипковый захват требует большой ловкости кончика хобота. Неудивительно, что в мозге африканских слонов мы видим заметные скопления нейронов для контроля кончиков пальцев».

У азиатских слонов только один палец, и они склонны оборачивать хобот вокруг предметов; следовательно, их кончик пальца менее заметно представлен в их мозге.

«Лицевое ядро слона — единственное в своем роде», — говорит Михаэль Брехт. — «Дело не только в огромном количестве нейронов. Мы также наблюдали градиенты размеров нейронов вдоль представительства хобота, которых не видим у других млекопитающих. Наблюдаемые гигантские нейроны слонов, вероятно, возникают из-за необходимости протягивать очень длинные сигнальные структуры в хобот».