Учёные открыли у слонов шестой палец

Сочетание томографии, исследования тканей, микроскопии образцов современных и доисторических животных позволило разрешить загадку необычной анатомической структуры в ногах могучих созданий.

Ведущий автор работы Джон Хатчинсон (John Hutchinson) из Королевского ветеринарного колледжа рассказывает: «Это замечательная тайна, которая восходит к 1706 году, когда первый слон был расчленён шотландским хирургом».

На этой томограмме шестой палец показан тёмно-зелёным (кадр John R. Hutchinson et al.).

В результате той работы исследователь Патрик Блэр (Patrick Blair) не только опубликовал первое подробное анатомическое описание слона (в 1710 году), но и задал последователям головоломку, упомянув о шестом пальце на передних и, возможно, задних ногах животного. Эту странную структуру учёные последующих эпох отвергли в качестве пальца, посчитав просто причудливым хрящом.

Шестипалый слон Блэра (иллюстрация Royal Veterinary College).

Теперь команда Хатчинсона сумела расставить точки над i, установив, что хотя этот странный «предшественник пальца» и не является пальцем буквально, он выполняет именно его функцию и вообще оказывается удивительным примером адаптации и эволюции в действии.

Разрез замороженного образца. Таинственный предмет исследования отмечен стрелкой (фото John R. Hutchinson et al.).

Во-первых, выяснилось, что спорная структура содержит-таки кость, хотя и необычно расположенную. Во-вторых, оказалось, что кость эта показывает замечательное сходство с необычной косточкой в передних лапах панд, которая формирует нечто вроде шестого пальца (так называемый большой палец панды), помогающего животному захватывать бамбук.

И у кротов имеется похожий дополнительный палец, помогающий им копать, напоминают биологи. Но у кротов и панд эти ложные пальцы расположены только в передних лапах, а у слонов имеются во всех четырёх ногах.

В-третьих, установлено, что этот шестой палец развивается на протяжении всей жизни слона. Он стартует действительно как хрящ. Но к концу жизни преобразуется в кость, говорится в сообщении колледжа.

Пример слоновьего шестого пальца. Томограмма, на которой видна кость (жёлтый цвет), окружённая хрящевой тканью (полупрозрачная зелёная). Внизу: левая нога вид сзади. Кружком показано место прикрепления шестого пальца (самого его на снимке нет) (фотографии Royal Veterinary College, John Hutchinson, bbc.co.uk).

Функция потайного пальца вполне ясна – перед нами дополнительная опора (к тому же обращённая назад, в противовес остальным пальцам), элемент каркаса прочности, помогающий слону держать свой вес.

Хотя структура эта и скрыта полностью в толще ноги, она работает именно как палец и может соперничать с настоящими пальцами в размерах.

Происхождение шестого пальца тоже удалось прояснить. В своей статье в Science авторы исследования пишут: «Это массивная cесамовидная кость, которая использует неоднородный режим окостенения массивного хрящевого предшественника».

Эволюция слоновьей ноги (иллюстрация Julia Molnar).

Более того, учёные отследили возникновение слоновьего шестого пальца в эволюции. Они изучили различные окаменелости предшественников и ранних слонов (они появились примерно 55 миллионов лет назад).

Так было установлено, что необычная структура развилась 40 миллионов лет назад, когда слоны стали крупнее и тяжелее, постепенно перешли от полуводного образа жизни к сухопутному, а ноги их стали больше похожи на прямые столбы или тумбы.

Тогда же животные развили в ногах массивные демпфирующие подушки, а ещё сменили стопохождение на пальцехождение (если посмотреть картинки со сканера, видно, что слон словно пытается встать на цыпочки).

Всё это заставило слонов упрочнить свои ноги. Причём эволюция просто переделала давнюю структуру под новую функцию, заключают биологи.