Новосибирские ученые реконструируют особенности поведения пещерных гиен

Учёные Новосибирского государственного университета и Уральского федерального университета провели компьютерную томографию черепов пещерных гиен, обнаруженных в Хакасии и хранящихся в Институте археологии и этнографии СО РАН. Полученные 3D-модели позволят палеонтологам реконструировать внутреннее строение черепной коробки, оценить особенности строения мозга вымерших животных и приблизиться к пониманию их поведения.

Исследование стало частью крупного проекта российских палеонтологов по изучению останков пещерных гиен. Работу выполняют специалисты УрФУ в коллаборации с коллегами из других научных центров страны. В НГУ обследовали находки из Хакасии: перевозить редкие и хрупкие черепа не потребовалось, поскольку томограф расположен непосредственно в Новосибирске. Другие материалы команда изучала в Екатеринбурге и Санкт-Петербурге.

Пещерные гиены были широко распространены в Евразии в плейстоцене и являлись важными хищниками экосистемы мамонтовых степей. В научной литературе их нередко рассматривают как вымершую форму или подвид пятнистой гиены — Crocuta crocuta spelaea, хотя вопрос классификации остаётся дискуссионным. К концу позднего плейстоцена эти животные исчезли вместе с масштабной перестройкой холодных степных экосистем.

Изучение таких животных помогает реконструировать не только внешний облик отдельных видов, но и устройство древних сообществ, пищевые связи, условия среды и причины исчезновения целых экосистем.

Для исследования использовали компьютерный томограф Лаборатории ядерной и инновационной медицины Физического факультета НГУ. В отличие от традиционного осмотра, метод позволяет заглянуть внутрь черепа, не разрушая и не распиливая ископаемые кости. При этом специалисты получают подробную цифровую модель, на которой можно исследовать внутренние полости, строение зубов, следы травм, особенности костной ткани и другие параметры. «Самое ценное — мы можем косвенно узнать особенности поведения животных. У гиен отдельные отделы мозга коррелируют с социальным поведением», — рассказал научный сотрудник Уральского федерального университета Данияр Хантемиров.

Черепная коробка не сохраняет сам мозг, но повторяет его форму. Поэтому по её внутренней поверхности исследователи могут создать цифровой слепок — эндокран — и изучать общую конфигурацию мозга, относительные размеры его отделов и различия между особями. Такие данные сопоставляют с материалами по современным и другим ископаемым представителям семейства гиеновых.

Всего в рамках проекта уже обследованы шесть черепов пещерных гиен, которые проживали на Земле 40-45 тысяч лет назад. Часть исследованных черепов принадлежала молодым особям. Это открывает отдельное направление работы — проследить, как менялось строение мозга гиен в процессе роста. Сравнение черепов детёнышей и взрослых животных может дать сведения о развитии нервной системы и возрастных изменениях поведения.

Техническую часть исследования в НГУ выполнила сотрудница Лаборатории ядерной и инновационной медицины Физического факультета НГУ Ульяна Кречетова. Для работы с древними костями специалисты использовали специальные настройки томографа, которые помогли снизить артефакты изображения и получить чёткие данные о плотных структурах. «Томография обеспечивает получение 3D-реконструкции черепа, что дает возможность исследовать его скрытые полости, не прибегая к вскрытию или разрушению биоматериала», — пояснила Ульяна Кречетова.

Помимо реконструкции внутренней полости черепа, томография может помочь определить примерный возраст животного, оценить состояние зубов, обнаружить старые переломы и другие прижизненные повреждения. Лаборатория НГУ уже применяла этот подход для изучения останков мамонтов и шерстистых носорогов. Оборудование также используют в медико-биологических исследованиях современных животных, однако работа с ископаемыми образцами требует отдельных протоколов сканирования: в этом случае можно использовать более высокие параметры съёмки, не ограниченные требованиями радиационной безопасности живых организмов.