Evoluce ptačího mozku: Neornithes vytlačili předky díky kognitivním schopnostem

Paleontologům Angele Milner a Stigu Walshovi z Natural History Museum v Londýně jedna práce o endokraniu bazálních ptáků nestačila. Po studii o anatomii vnitřního ucha přichází na řadu mozek. Podle autorů je výzkum vývoje ptačího mozku až do jeho současného stavu důležitý pro studie zabývající se přechodem mezi teropody a ptáky. Může být rovněž zajímavé porovnávat jej s evolucí mozku u savců. Neurologická anatomie u fosilních ptáků sice může být odvozena z odlitku endokrania, jenže nálezy kompletních lebek vhodných k takovému výzkumu jsou velmi vzácné. Proto přichází na řadu analýza počítačovou tomografií. Čtenář, který si přečetl i předchozí článek o sluchu si jistě všimne, že postup autorů je v obou případech shodný. A v tomto dojmu nás utvrzuje i výběr analyzovaných taxonů: jedná se o dva mořské ptáky z anglické London Clay Formation, datované do raného eocénu. Mozek rodů Odontopteryx (zástupce kladu Odontopterygiformes) a Prophaethon (klad Pelecaniformes) je nápadně podobný mozku žijících mořských ptáků. Z toho se dá usoudit, že oba fosilní ptáci disponovali podobnými pohybovými a somatosenzorickými schopnostmi (= tělním vnímáním). Modely mozkovny sestavené na základě dat z CT skenu ukázaly u obou taxonu stejný stupeň rozšíření telencefalonu, jaký vykazují i dnešní ptáci (telencefalon je tzv. "velký mozek", nejvyšší část centrálního nervového systému, zahrnující obě mozkové hemisféry a bazální ganglia). Oproti tomu znak charakteristický pro všechny žijící ptáky, eminentia sagittalis - dorzální část telencefalonu, vykonávající u ptáků podobné funkce jako savčí neokortex - je vyvinut jen slabě. Tato zjištění podporují závěr, že velká část rozšíření telencefalonu byla dokončena již na konci druhohor, ale během kenozoika se objem telencefalonu nadále zvětšoval a došlo k jeho dorzální expanzi, vedoucí ke vzniku eminentia sagittalis. Zlepšení, která tato část mozku poskytovala v kognitivních schopnostech, mohla ptačím kladům v rámci Neornithes přinést výhodu nad archaickými vývojovými liniemi z K/T rozhraní a umožnit přežití i rychlou diverzifikaci v průběhu třetihor.

Zdroje:

http://forum.wildprehistory.org/
http://www2.biomed.cas.cz/~vyskocil/Neuroanatomie1.pdf

Abstrakt studie:

Milner, A.C., and Walsh, S.A. 2009. Avian brain evolution: new data from Palaeogene birds (Lower Eocene) from England. Zoological Journal of the Linnean Society 155(1):198-219. doi: 10.1111/j.1096-3642.2008.00443.x.

Investigation of how the avian brain evolved to its present state is informative for studies of the theropod-bird transition, and as a parallel to mammalian brain evolution. Neurological anatomy in fossil bird species can be inferred from endocranial casts, but such endocasts are rare. Here, we use computed tomographic analysis to determine the state of brain anatomy in two marine birds from the Lower Eocene London Clay Formation of England. The brains of Odontopteryx (Odontopterygiformes) and Prophaethon (Pelecaniformes) are remarkably similar to those of extant seabirds, and probably possessed similar somatosensory and motor capabilities. Each virtual endocast exhibits a degree of telencephalic expansion comparable to living avian species. However, the eminentia sagittalis (wulst), a feature characteristic of all living birds, is poorly developed. Our findings support the conclusion that much of the telencephalic expansion of modern birds was complete by the end of the Mesozoic, but that overall telencephalic volume has increased throughout the Cenozoic through dorsal expansion of the eminentia sagittalis. We suggest that improvements in cognition relating to telencephalic expansion may have provided neornithine avian clades with an advantage over archaic lineages at the Cretaceous-Tertiary boundary, explaining their survival and rapid diversification in the Cenozoic.