Духовые инструменты утконосых динозавров

Эволюция утконосых динозавров сопровождалась примечательными изменениями костей их черепа – носовых и предчелюстных. Это было связано с развитием у животных своеобразных «духовых музыкальных инструментов». У одних утконосых динозавров они были в виде выпячиваний, располагающихся снаружи черепа, сформированные мягкими тканями, у других – упакованы внутри причудливых костных гребней.

Мохнатые птерозавры

Птерозавры – первые крупные позвоночные, эволюционировавшие для полета. Эти высоко специализированные рептилии известны с позднего Триаса (примерно 220 млн лет назад) вплоть до конца мелового периода (65,5 миллионов лет). Где-то с завершением Юрского периода закончилось и время единоличного правления птерозавров в небе. Затем, на протяжении 85 млн лет, до своего полного исчезновения, они делили воздушную среду обитания с первыми птицами. Устоявшееся представление о рептилиях, как о чешуйчатых существах, привычно экстраполируется на птерозавров. Плюс, добавляется голая кожистая перепонка – крылья летающих ящеров. Но действительно ли они так выглядели? Палеонтологическая наука набирает все большее количество доказательств, что птерозавры, по крайней мере часть из их, не были «голыми», чешуйчатыми существами, а имели внешние покровы в виде власовидных структур, наподобие протоперьев теропод. И в нашем тысячелетии находки из Китая и Германии подтверждают этот факт.

Неожиданный плюмаж Бейпяозавра

Перья – самые сложно организованные производные кожи позвоночных. До недавнего времени считалось, что они являются исключительной отличительной особенностью птиц. Объяснить их происхождение и эволюцию представлялось крайне не простой задачей. Учеными выдвигалось множество гипотез, но отсутствие ископаемых «промежуточных звеньев», затрудняло их доказательство. В самом конце прошлого, начале нашего тысячелетия целая серия находок пернатых динозавров в Китае не только отняла у птиц исключительное право быть единственными в животном мире обладателями плюмажей, но и позволила написать новый, вещественно подтвержденный сценарий развития пера. Протоперья китайских динозавров морфологически различны. Это и соединенные у основания в рыхлый пучок единичные волокна, наподобие пуха птенцов и даже контурные перья, схожие с теми, что имеются у современных птиц. Недавно были обнаружены останки теризинозавра Бейпяозавра (Beipiaosaurus), сохранившие новый, ранее не известный вариант покровных структур теропод – длинные моноволоконные образования.

Колючий бронежилет Пситтакозавров

Семейство Пситтакозавриды (Psittacosauridae), включает на сегодняшний день два известных рода динозавров – Хоньшанозавры (Hongshanosaurus) и Пситтакозавры (Psittacosaurus). Род Хоньшанозавры типичен среди прочих родов динозавров в том плане, что он представлен единственным найденным видом (H.houi). Род же Пситтакозавры резко отличается в этом отношении. На данный момент известно уже 18 видов! Стоит, однако, заметить, что лишь около 10 из них признанны хорошо доказанными и не вызывающими сомнений среди палеонтологов. Большое разнообразие видов и особей (из земли извлечены останки уже более 400 экземпляров разного пола и самых различных возрастов) позволило палеонтологам довольно подробно изучить внешний вид и поведение этих животных. Обнаружились любопытные, уникальные детали их строения.

Положение шеи зауропод (продолжение)

Длинная шея – характерный признак зауропод. Пищевая стратегия и, как следствие, экологическая ниша того или иного вида зависели от постановки и подвижности их шеи. За более чем полутора вековую историю изучения этих сухопутных гигантов, реконструкции их шей претерпели множество модификаций. Одни ученые изображали животных с S-образной шеей, другие с практически вертикально задранной над туловищем, третьи, как это было показано в предыдущей части на примере моделей профессора Кента Стивенсона (Kent Stevens), с прямой или даже слегка склоненной к низу. Как видно, разнообразие вариантов не так уж и велико. Однако консенсуса в научном мире по этому вопросу пока ожидать не приходится.

Тяньюйлун – пушистый Конфуций

Богат, просто неиссякаем палеонтологическими чудесами Ляонин. Эта северо-восточная провинция Китая явила в нашем тысячелетии массу откровений об эпохе динозавров. Одним из самых замечательных стали пернатые динозавры, которые показали, что перья не являются исключительной привилегией птиц, что им уже много миллионов лет и что сами птицы являются прямыми потомками динозавров, а возможно, и просто динозаврами в их нынешней ипостаси. И вот еще одна потенциально революционная находка из Ляонина – гетеродонтозавр Тяньюйлун (Tianyulong confuciusi). Это существо поставило под сомнение тот факт, что лишь птицы да их предки по линии теропод обладали оперением. А также подвергло сомнению эволюционное место и время возникновения перьев - возможно его стоит отодвинуть к моменту появления первых динозавров? Но обо всем по порядку.

Мозг Археоптерикса или могла ли первоптица летать

Археоптерикс – самая ранняя из известных птиц. Он обитал в Юрский период 150-145 млн лет назад. Размеров достигал относительно небольших – 0,5 метра. В строении тела имел много общих черт с целюрозаврами – три когтистых пальца на передних конечностях, челюсти с острыми зубами, длинный хвост, плоская кость грудины, наличие «когтя-убийцы» на втором пальце ноги. Вместе с тем, у Археоптерикса отмечается ряд черт, присущих современным птицам – прежде всего, это ассиметричные перья на хвосте и крыльях. Перья, способные обеспечить полет. Но одного только перьевого покрова недостаточно для полета. Необходимо соответствующее развитие управляющих систем - мозга и органов чувств. Насколько они отвечали нуждам полета? Этим вопросом озадачилась группа ученых сразу из нескольких стран - Испании, Великобритании и США.

Положение шеи зауропод

С момента открытия зауропод, функция их длинной шеи продолжает оставаться предметом дискуссий в научном сообществе. Длинна шеи Маменчизавра (Mamenchisaurus), например, составляет практически половину от длины всего тела ящера! Шеи Барозавра (Barosaurus) и Брахиозавра (Brachiosaurus) были 9 м длинной, что дважды превышает длину их туловища. Даже у относительно короткошеих Камаразавров (Camarasaurus) 3,5 метровая выя была длиннее корпуса. Зачем же этим ящерам такие шеи? Одним из популярных, бытующих ныне представлений является то, что нужны они для объедания верхушек деревьев. То есть, зауропод представляют как древние аналоги современных жирафов. Но так ли было на самом деле? Действительно ли шеи зауропод вертикально возвышались над их телом, как изображалось и изображается на множестве художественных реконструкций?

«Умные» крылья птерозавров

Считается, что птерозавры были не слишком искусны в полете. Они сидели на гребне скалы или утеса, поджидая сильный восходящий поток воздуха, и, с трудом оторванные им от земли, пассивно парили подобно дельтаплану. Именно по причине неуклюжести и неспособности искусно контролировать полет они и проиграли битву за воздушное пространство птицам. Но не является ли такая точка зрения, своего рода, шовинизмом? Действительно ли птерозавры были неумелыми и неуклюжими господами воздушного океана в течение целых 180 млн. лет? Возможно ли подобное? Вряд ли. Природа такого не допускает. И последние исследования нашего тысячелетия показывают несостоятельность этой точки зрения.

Обоняние теропод

Хищные тероподы обладали отменным обонянием. Это было установлено палеонтологами из университета Калгари во главе с Дарлой Зеленицки (Darla Zelenitsky) при исследовании останков двуногих динозавров с помощью компьютерной томографии. Ученые вычислили обонятельный коэффициент (соотношение диаметра обонятельных луковиц с диаметром полушарий головного мозга) для 21 теропода, в том числе и для первоптицы Археоптерикса (Archaeopteryx). Обонятельная луковица – это передний отдела мозга, отвечающий за принятие и обработку сенсорной информации, поступающей от обонятельных клеток слизистой оболочки носовой полости. Чем луковица больше, тем острее обоняние, тем большее количество запахов способен уловить и различить динозавр.

Огромнейший из гигантских

Какой из динозавров был самым большим? Долгое время на звание самого большого претендовали такие супер-зауроподы как Диплодок (Diplodocus) – до 27 метров, Апатозавр (Apatosaurus) (он же Бронтозавр) – средний размер 23 метра, Брахиозавр (Brachiosaurus) – 25 метров. Однако, в самом конце прошлого тысячелетия один за другим были открыты сразу несколько ящеров, размер тела которых превышал 30 метров - мега-зауроподы Суперзавр (Supersaurus) (он же Ультразавр) – 33 метра, Сейсмозавр (Seismosaurus) – 35 метров, Аргентинозавр (Argentinosaurus) – 30 метров, Зауропосейдон (Sauroposeidon) – 34 метра. Теперь среди этих ящеров нужно искать самого-самого? Пожалуй, что нет. Пальма первенства и титул самого огромнейшего существа, из когда либо бродивших по планете, по прежнему остается за гигантом, найденным еще на заре палеонтологический исследований, за мало кому известным динозавром конца юрского периода Амфицелией (Amphicoelias fragillimus).

Гигантораптор

Обнаружение останков этого динозавра было довольно необычным. Один из самых успешных в нашем тысячелетии «охотник за окаменелостями», китайский палеонтолог Ксинг Ксу (Xing Xu), прямо во время съемок научно-популярного фильма о своей предыдущей находке наткнулся на крупную кость. Судя по размерам, она могла принадлежать плотоядному двуногому динозавру, например, Тиранозавру. Однако в дальнейшем, при подробном рассмотрении случайной находки выяснилось, что Ксинг Ксу открыл новый вид динозавра позднемеловой эпохи - Гигантораптора (Gigantoraptor erlianensis).

Плавучесть зауропод

Зауроподы – группа ящеров, в которую входили крупнейшие, из когда либо обитавших, сухопутные животные. Колоссальный размер некоторых представителей этой группы заставлял ученых сомневаться в том, что эти ящеры могут вести сухопутный образ жизни. В свое время было распространено предположение, что зауроподы слишком тяжелы, чтобы поддерживать свою массу на земле. Посему им отводился полуводный образ жизни. Сегодня, на основе ряда биомеханических, экологических, седиментологических доказательств, зауроподы признаны полностью сухопутными существами.

Эпидексиптерикс – райская птаха Юрского периода

Несмотря на то, что идея о происхождении птиц от динозавров была впервые выдвинута британским биологом Томасом Хаксли (Thomas Huxley) еще в 1868 году, прямых подтверждений, в виде окаменелостей, она не имела. За исключением останков Археоптерикса (Archeopteryx) – ныне всем известного примитивного и самого раннего представителя птиц. Собственно, благодаря Археоптериксу эта идея и появилась на свет. Однако затем, более века палеонтологи не радовали общественность и научное сообщество находками других доисторических пернатых. И вот, в самом конце прошлого, начале нынешнего тысячелетий гипотеза Хаксли получила весьма весомые доказательства в виде целой серии находок останков динозавров с перьями - Синозавроптерикс (Sinosauropteryx), Каудиптерикс (Caudipteryx), Микрораптор (Microraptor) и т.д. Уже более двадцати разных видов.

Опухоли гадрозавров

Опухолевые образования отмечают повсюду в животном мире, начиная от кораллов и заканчивая приматами. История опухолей насчитывает не один миллион лет. Подтверждением чему являются находки раковых поражений костей динозавров. В прошлом тысячелетии широкомасштабных исследований останков динозавров на предмет обнаружения раковых поражений не проводилось. Были зафиксированы лишь две опухоли: остеома у Мозазавра (Mosasaurus) и гемангиома и метастатический канцер в неидентифицированных останках ящеров.

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)

Гастролиты зауропод

Гастролиты (желудочные камни) помогают животным в переваривании пищи. Гастролиты встречаются в желудках животных, которые имеют слабую (по отношению к употребляемой ими пище) зубную систему. Гастролиты присутствуют у экзотических примитивных млекопитающих, таких как муравьеды, панголины, ехидны и утконосы. Есть они и у крокодилов (масса камней может достигать 5 кг, что составляет более 1% от массы тела) и морских млекопитающих (тюленей, моржей, китов и дельфинов), причем для этих животных предполагается еще одна функция гастролитов, а именно, перемещение центра тяжести для облегчения плавания животного.