Парочка фрагментарных скелетов, огромная выборка из вымерших и существующих животных, и инновационная методика для реконструкции экологии - что может пойти не так?
Спинозавр—самый большой плотоядный динозавр, когда—либо обнаруженный-даже больше, чем тираннозавр, - но то, как он охотился, было предметом дискуссий в течение десятилетий. Трудно угадать поведение животного, которое мы знаем только из окаменелостей; основываясь на его скелете, некоторые ученые предположили, что спинозавр мог плавать, но другие считают, что он просто пробирался в воде, как цапля. Поскольку просто изучения морфологии спинозавридных динозавров было недостаточно, чтобы разгадать тайну, группа палеонтологов публикует новое исследование в Nature с описанием другого подхода: изучением плотности костей. Проанализировав плотность костей спинозаврид и сравнив их с другими животными, такими как пингвины, бегемоты и аллигаторы, команда обнаружила, что у спинозавра и его близкого родственника Барионикса были плотные кости, которые, вероятно, позволили бы им погрузиться под воду для охоты. Между тем, другой родственный динозавр, называемый Suchomimus имел более легкие кости, которые затруднили бы плавание, поэтому он, вероятно, вместо активного плавания пробирался или проводил больше времени на суше, как и другие динозавры.
"Летопись окаменелостей сложна—среди спинозавридов есть только несколько частичных скелетов, и у нас нет полных скелетов для этих динозавров", - говорит Маттео Фаббри, постдок в Музее имени Филда и ведущий автор исследования в Nature. "Другие исследования были сосредоточены на интерпретации анатомии, но ясно, что если есть такие противоположные интерпретации относительно одних и тех же костей, это уже явный сигнал о том, что, возможно, это не лучший способ для нас, чтобы вывести экологию вымерших животных".
Вся жизнь изначально пришла из воды, и большинство групп наземных позвоночных содержат представителей, которые вернулись к ней—например, в то время как большинство млекопитающих являются сухопутными жителями, у нас есть киты и тюлени, которые живут в океане, и другие млекопитающие, такие как выдры, тапиры и бегемоты, которые являются полуводными. У птиц есть пингвины и бакланы; у рептилий есть аллигаторы, крокодилы, морские игуаны и морские змеи. Долгое время нептичьи динозавры были единственной группой, в которой не было водных обитателей. Это изменилось в 2014 году, когда новый спинозавр скелет был описан Низаром Ибрагимом в Университете Портсмута.
Ученые уже знали, что спинозавриды проводили некоторое время у воды—их длинные крокодилоподобные челюсти и конусообразные зубы похожи на других водных хищников, а некоторые окаменелости были найдены с животами, полными рыбы. Но новый образец спинозавра, описанный в 2014 году, имел нестандартные для динозавра ноздри, короткие задние ноги, веслообразные ступни и хвост с большим плавником: все признаки, указывающие на водный образ жизни. Но исследователи продолжали спорить, действительно ли спинозавриды плавали за едой или просто стояли на мелководье и опускали головы, чтобы поймать добычу. Этот "научный маятник" привел Фаббри и его коллег к новой попытке найти другой способ решения проблемы.
"Идея нашего исследования заключалась в том, что мы интерпретируем данные окаменелостей по-разному. Но как насчет общих физических законов?" - говорит Фаббри. "Существуют определенные законы, которые применимы к любому организму на этой планете. Один из этих законов касается плотности и способности погружаться в воду".
По всему животному миру плотность костей является показателем того, может ли это животное погружаться под поверхность и плавать. "Предыдущие исследования показали, что млекопитающие, адаптированные к воде, имеют плотную, компактную кость в своих посткраниальных скелетах", - говорит Фаббри. Плотная кость работает как контроль плавучести и позволяет животному погружаться.
"Мы подумали, хорошо, может быть, это именно то, что нам нужно, то что мы можем использовать, чтобы определить, действительно ли спинозавриды были водными", - говорит Фаббри.
Фаббри и его коллеги, в том числе соавторы Гильермо Навалон из Кембриджского университета и Роджер Бенсон из Оксфордского университета, собрали данные по поперечным сечениям бедренной кости и ребер 250 видов вымерших и живых животных, как наземных, так и водных. Исследователи сравнили эти поперечные сечения с сечениями кости от спинозавра и его родственников - барионикса и зухомима. "Мы должны были разделить это исследование на последовательные шаги", - говорит Фаббри. "Первым требовалось понять, существует ли на самом деле универсальная корреляция между плотностью костей и экологией. А второй - вывести экологические адаптации в вымерших таксонах"
При выборе животных для включения в исследование было решено подойти максимально широко. "Мы искали экстремальное разнообразие", - говорит Фаббри. "Мы включали тюленей, китов, слонов, мышей, колибри. У нас есть динозавры разных размеров, вымершие морские рептилии, такие как мозазавры и плезиозавры. У нас есть животные, которые весят несколько тонн, и животные, которые всего в несколько граммов. Разнообразие очень велико".
Этот зверинец животных выявил четкую связь между плотностью костей и поведением водных обиталей: у животных, которые погружаются под воду, чтобы найти пищу, кости почти полностью твердые, тогда как поперечные сечения костей наземных жителей больше похожи на "пончики" с полыми центрами. "Существует очень сильная корреляция, и лучшая объяснительная модель, которую мы нашли, заключалась в корреляции между плотностью костей и подводным кормлением. Это означает, что все животные, которые ведут себя так, то есть умеют полностью погружаться и плавать под водой, имеют плотные кости, и это была отличная новость", - говорит Фаббри.
Когда исследователи исследовали кости спинозаврид в рамках этой парадигмы, они обнаружили, что у спинозавра и барионикса была плотная кость, указывающая на способность хорошо нырять. Между тем, близкородственный зухомим имел куда более полые кости. Он все еще жил у воды и видимо ел рыбу, о чем свидетельствует его крокодилоподобная морда и конические зубы, но, основываясь на плотности его костей, он на самом деле не плавал, а вел себя скорее как цапля.
Другие динозавры, такие как гигантские длинношеие зауроподы, также имели плотные кости, но исследователи не думают, что это показывает способность к дальним заплывам. "Очень тяжелые животные, такие как слоны и носороги, и, как динозавры-зауроподы, имеют очень плотные кости конечностей, потому что на конечности приходится большое количество потенциального стрессового износа из-за массы", - объясняет Фаббри.
"Одним из больших сюрпризов этого исследования было то, насколько редкой была именно подводная охота у динозавров, и что даже среди спинозавридов их поведение было гораздо более разнообразным, чем мы думали", - говорит Фаббри.
Джингмай О'Коннор, куратор Музея имени Филдса и соавтор этого исследования, говорит, что совместные исследования, подобные этому, которые опираются на сотни образцов, являются "будущим палеонтологии". Они очень трудоемки, но они позволяют ученым пролить свет на большие закономерности, а не делать выводы на основе одной косточки.
Фаббри также отмечает, что исследование показывает, сколько информации можно почерпнуть из даже неполных образцов. "Хорошая новость в этом исследовании заключается в том, что теперь мы можем перейти от парадигмы, когда вам нужно знать как можно больше об анатомии динозавра, чтобы знать о его экологии. Теперь если у вас есть новый вид динозавра, и у него обнаружено всего несколько костей, вы можете создать набор данных для расчета плотности кости, и, по крайней мере, вы сможете сделать вывод, был ли он водным или нет".
Интересно получается, сидишь вот так, смотришь новости, а палеонтологи уже пачку новых методик для работы с фрагментарным материалом собрали!
На основе статьи: https://phys.org/news/2022-03-dense-bones-spinosaurus-underwater.html
СТРИМЫ: https://trovo.live/crazypaleo
ПОДДЕРЖИ НА БУСТИ: https://boosty.to/crazypaleo
