«Если вы посмотрите, как гепард бежит в замедленном темпе, вы увидите невероятные подвижности: его ноги, спина, его мышцы — все движутся с такой скоординированной силой. Но его голова почти не двигается», — сказала ведущий автор Камилла Гроэ. который проводил эту работу во время стипендии Национального научного фонда и докторской степени Фрика в отделе палеонтологии музея. «Внутреннее ухо обеспечивает замечательную способность гепарда поддерживать визуальную стабильность и стабильность осанки во время бега и захвата добычи со скоростью до 65 миль в час.
До сих пор никто не исследовал роль внутреннего уха в этой невероятной охотничьей специализации».Во внутреннем ухе позвоночных система баланса состоит из трех полукружных каналов, содержащих жидкость и чувствительные волосковые клетки, которые обнаруживают движение головы.
Каждый из полукружных каналов расположен под разным углом и особенно чувствителен к различным движениям: вверх и вниз, из стороны в сторону и наклону из стороны в сторону.Исследователи использовали рентгеновскую компьютерную томографию (КТ) с высоким разрешением в Центре микроскопии и визуализации музея, Национальном музее естественной истории в Париже и Центре науки о биоматериалах Базельского университета в Швейцарии для сканирования черепа 21 кошачьего. образцы, в том числе семь современных гепардов (Acinonyx jubatus) из разных популяций, близкородственный вымерший гепард (Acinonyx pardinensis), живший в плейстоцене примерно от 2,6 миллиона до 126 тысяч лет назад, и более десятка других живых видов кошачьих. На основе этих данных они создали подробные трехмерные виртуальные изображения формы и размеров внутреннего уха каждого вида.Они обнаружили, что внутреннее ухо современных гепардов заметно отличается от ушей всех других современных кошачьих, с большим общим объемом вестибулярной системы и более длинными передними и задними полукружными каналами.
«Эта отличительная анатомия внутреннего уха отражает повышенную чувствительность и более быструю реакцию на движения головы, что объясняет необычайную способность гепарда сохранять визуальную стабильность и удерживать взгляд на добыче даже во время охоты на невероятно высокой скорости», — сказал соавтор Джон Флинн, Фрик, хранитель ископаемых млекопитающих в отделе палеонтологии музея.Эти черты отсутствовали у Acinonyx pardinensis, вымершего вида, изученного исследователями, что подчеркивает недавнюю эволюцию узкоспециализированного внутреннего уха современного гепарда.
«Используя высокотехнологичное оборудование, чтобы заглянуть глубоко внутрь черепов современных и ископаемых видов кошек, мы обнаружили разделение адаптаций опорно-двигательного аппарата и сенсорной системы к высокоскоростному хищничеству в линии гепардов», — сказал Гроэ. «Конкуренция с другими хищниками, особенно с крупными пантерами и саблезубыми кошками, вероятно, заставила гепарда выработать стратегию высокоскоростной охоты. Предки живого гепарда развили тонкие кости, которые позволили им очень быстро бегать, а затем и внутреннее ухо. чувствительны к движениям головы, чтобы держать голову неподвижно, что позволяет им бегать еще быстрее ».