Только у птиц есть сиринкс, и поэтому они поют

Печник (Seiurus aurocapilla ) — небольшая певчая птица семейства камышевок Нового Света. Он использует свой сиринкс, чтобы петь.

Конвергентная эволюция — это идея о том, что два организма, которые не очень тесно связаны между собой, могут независимо развить очень похожий признак. Например, последний наш общий предок с осьминогом, вероятно, очень походил на червя. Несмотря на то, что это животное, возможно, было способно различать свет и тьму, предкам человека и осьминогов потребовалось около 750 миллионов лет, чтобы научиться правильно видеть, чтобы развить невероятно похожие структуры глаз, которые сегодня разделяют люди и осьминоги. Здорово!

Но так бывает не всегда. Возьмем, к примеру, голосовой аппарат птицы. Он называется сиринкс, и ни у одного другого организма на Земле его нет. На самом деле, это что-то вроде эволюционной загадки, почему бы и нет. В конце концов, другие животные должны иметь возможность общаться, точно так же, как головоногие и млекопитающие должны иметь возможность видеть, что они делают. На самом деле, сиринкс, возможно, гораздо более странный, чем острый глаз, похожий на камеру, который мы разделяем с осьминогом, потому что он появился из ниоткуда, с точки зрения эволюции.

Можно утверждать, что сиринкс немного избыточен в анатомии птиц, поскольку у них также есть гортань — структура голосового аппарата, которая у них общая с млекопитающими, некоторыми амфибиями и рептилиями (хотя она очень хорошо функционирует только у млекопитающих и некоторых ящериц). Гортань — это то, что позволяет коровам мычать, собакам лаять и младенцам плакать, и она расположена в верхней части горла. Однако птицы используют свой сиринкс для флейтистых вокализаций — он похож на гортань тем, что состоит из складок голосовых перепонок, поддерживаемых хрящами; однако сиринкс находится глубоко в груди птицы, прямо над тем местом, где их трахеобронхиальная трубка отделяется от легких.

В 2016 году палеонтологи из Техасского университета в Остине сообщили, что, основываясь на окаменелостях, структуре, которую мы знаем как сиринкс, около 67 миллионов лет. С тех пор исследовательская группа сравнила анатомию гортани и сиринкса, генетику и развитие птиц с таковыми у современных рептилий и обнаружила, что эволюция сиринкса еще более странная, чем считалось ранее.

В новой статье, опубликованной в выпуске Proceedings of the National Academy of Sciences от 24 сентября 2018 года, исследовательская группа сообщает, что функция, форма и развитие сиринкса и гортани на самом деле совершенно разные. Во-первых, голосовые связки гортани управляются мышцами, прикрепленными к поддерживающему их хрящу. Сиринкс, с другой стороны, частично прикрепляется к мышцам, которые у других животных прикрепляют язык к костям, соединяющим руки с остальным телом. Во-вторых, во время развития птенцов и ящериц разные типы клеток формируют свои голосовые ящики:гортань состоит из смеси клеток мезодермы и нервного гребня, а сиринкс создается исключительно из клеток мезодермы.

Итак, в какой-то момент предки современных птиц просто начали создавать новый голосовой аппарат, который в итоге взял на себя работу гортани. В результате теперь птицы могут издавать такие звуки.

Это интересное исследование, потому что, хотя конвергентная эволюция — действительно интересная вещь для ученых, истинный эволюционный выброс, возможно, круче.

Теперь это интересно

Раньше мы думали, что пальцы рук и ног — это эволюционное новшество, но оказалось, что это всего лишь модернизированные плавники.