Околоносовые синусы динозавров

Среди всех четвероногих, придаточные околоносовые пазухи есть только у млекопитающих и архозавров (подкласс архозавры включает в себя крокодилов, динозавров, птерозавров, а так же современных птиц). Заполненные воздухом полости находятся в лицевых костях и костях черепа. Воспаление этих придаточных пазух именуется синуситом. В зависимости от того, какие именно пазухи воспалены, различают, например: гайморит – воспаление верхнечелюстных придаточных пазух, фронтит – воспаление лобной придаточной пазухи и т.д.

Строение черепов человека и Тиранозавра. Изо всех полостей, у человека на полость мозга приходится больший объем (до 45% от объема черепа), чем на остальные полости. У Тиранозавра наоборот, наибольший объем занимают околоносовые синусы

Ученые из университета Огайо (США), профессор Лауренс Витмер (Lawrence Witmer) с коллегой Райаном Риджели (Ryan Ridgely), исследовали эти воздушные полости (синусы) в черепах хищных динозавров, Тиранозавра (Tyrannosaurus) и Майюнгазавра (Majungasaurus), а так же двух птицетазовых травоядных анкилозавров, Паноплозавра (Panoplosaurus) и Эуплоцефала (Euoplocephalus). Поскольку Тираннозавр в представлении не нуждается - несколько слов о других участниках эксперимента. Майюнгазавр - хищный теропод среднего размера (6-7 метров в длину), обитал в позднемеловую эпоху; Паноплозавр и Эуплоцефал относятся к бронированным динозаврам, жившим также в меловое время. Эти короткомордые, покрытые панцирем динозавры достигали 6-7 метровой длинны. Компьютерной томографии с последующей 3D визуализацией в ходе работы были подвергнуты также человеческий череп, череп страуса и аллигатора. Отличие между придаточными пазухами млекопитающих и архозавров в том, что у млекопитающих они сильно огорожены костной тканью и сообщаются между собой узкими отверстиями. У архозавров же наоборот, отмечается тенденция к большей открытости полостей, меньшем стеснении их костью. В результате синусы млекопитающих – это пространства с инкапсулированным «мертвым» воздухом, движение которого между полостями медленное, в основном за счет диффузии. У птиц и некоторых вымерших динозавров напротив, пазухи активно вентилируются, в частности, за счет движения челюстей, которые выполняют роль, своего рода, воздуходувных мехов.

Строение черепа Тиранозавра


Строение черепа Майюнгазавра

Хищные тероподы, Тираннозавр и Майюнгазавр, отличались большой пневматизацией черепа. Несмотря на то, что существует мнение, что синусы ослабляют череп хищных динозавров, делают его более хрупким, профессор Витмер с коллегой придерживаются другой точки зрения. Они считают, что изменения формы черепа, за счет пазух, усиливают устойчивость к изгибам и скручиваниям. Полые кости, подобны полым, не литым балкам, использующимся в строительстве. Обеспечивая туже прочность, они позволяют одновременно облегчать конструкцию. А экономия веса черепа может иметь большое значение для хищного динозавра. Так, масса головы взрослого Тираннозавра в четыре раза больше головы белого носорога, самого крупного современного носорога. Она превышает 500 килограмм. Поскольку на полость мозга у динозавра приходится менее 1% от объема головы, те 13-18%, которые занимают воздушные синусы, позволяют черепу выигрывать в весе. Элементарно, это позволяет динозавру быстрее вертеть головой при меньших затратах усилий и энергии.

Масса головы Тиранозавра превышает массу двух взрослых самцов горилл

Активная вентиляция пазух, присуща многим архозаврам. Но не всем. Например, в отличие от хищных теропод, околоносовые синусы вымерших крокодилов и современного аллигатора имеют строение, подобное млекопитающим. То есть, являются слепыми мешками. У травоядных анкилозавров Паноплозавра и Эуплоцефала за счет избыточного увеличения самой носовой полости придаточные синусы и вовсе редуцированы.

Строение черепа Паноплозавра

Строение черепа Эуплоцефала

Одним из возможных объяснений сильного развития носовой полости у анкилозавров является участие ее в терморегуляции. Нос бронированных динозавров со сложно извитыми носовыми ходами хорошо васкуляризирован. За счет этого при вдыхании, воздух, проходя над влажной поверхностью носовой полости, охлаждает кровь в крупных кровеносных сосудах носа, и наоборот, кровь, отдавая тепло, согревает вдыхаемый воздух. Тот же самый механизм самоохлаждения отмечается сегодня у теплокровных. Извитые носовые проходы так же могли играть роль резонаторных камер, изменяя, усиливая звуки, издаваемые динозаврами. Индивидуальные особенности носовых проходов придавали голосу каждой особи свое звучание. Это играло важную роль в голосовой коммуникации анкилозавров. Строение внутреннего уха бронированных динозавров подтверждает их способность распознавать своих сородичей по голосам.

Публикация-источник (2008)