Углерод, обнаруженный в зубах динозавров, найденных на древних побережьях, указывает на то, что водоросли вошли в пищевую цепь, однако один из травоядных динозавров придерживался наземных растений. Результаты исследования были опубликованы в журнале Frontiers in Ecology and Evolution.
Штормы выбрасывают на пляжи водоросли и другие морские отходы, и множество наземных животных поедают то, что попадает на берег. Динозавры, жившие вдоль древних побережий, похоже, делали то же самое. В их ископаемых зубах обнаружены химические следы пищи из моря, скорее всего, водорослей, чего нет в зубах динозавров, обитавших на суше.
Этот след может разрешить загадку, которая годами преследовала зубы динозавров. Один за другим ученые измерили в них больше одного вида углерода, чем должно было бы оставаться после употребления в пищу наземных растений. Обычно это объяснялось наличием следов углерода в телах самих динозавров.
Известно, что некоторые динозавры питались водой. Считается, что спинозавриды ловили рыбу, а ископаемые экскременты из Юты показывают, что крупные травоядные животные там питались ракообразными и гнилой древесиной. Новые данные свидетельствуют о гораздо более широком распространении прибрежного питания.
Новое исследование возглавил Клейтон Форстер, геолог из Университета Арканзаса. Его команда взяла образцы окаменелостей из шести горных пород в Северной Америке, поэтому результаты описывают побережье этого континента и ничего более обширного.
Углерод существует в более легкой и более тяжелой формах. Большинство наземных растений усваивают относительно мало тяжелого углерода, в то время как водоросли и другие морские растения усваивают его больше. Пища животного передает свою смесь в его организм, включая зубную эмаль.
У современных травоядных млекопитающих эмаль зубов содержит на 12–14 частей на тысячу больше тяжелого углерода, чем сами растения, которыми они питаются. Ранее исследователи предполагали больший разрыв для динозавров: 16 частей на тысячу для длинношеих зауроподов и 18 для утконосых динозавров.
Если бы дополнительный тяжелый углерод поступал из моря, он должен был бы обнаруживаться в животных, обитающих вблизи побережья, а не в их внутренних районах.
Пять из этих геологических формаций образовались вдоль берегов внутреннего моря, которое когда-то разделяло Северную Америку, или вдоль древнего Мексиканского залива. Шестая, формация Кловерли в Вайоминге и Монтане, образовалась значительно дальше от побережья. Команда взяла порошок из зубов, костей и чешуи динозавров, родственников крокодилов, черепах и рыб и измерила содержание углерода в каждом из них.
Ископаемые были предоставлены коллекциями Музея естественной истории им. Сэма Нобла в Оклахоме, Музея природы и науки им. Перо и Музея естественных наук Северной Каролины.
Животные с побережья содержали больше тяжелого углерода, чем животные из внутренних районов, в некоторых случаях более чем на 5,5 частей на тысячу превышая показатели, ожидаемые при растительном рационе. Растительноядные динозавры из формации Кловерли соответствовали этим показателям, ожидаемым при растительном рационе.
Наибольший разрыв был обнаружен на археологическом участке Архозавров в Арлингтоне, штат Техас. Результаты анализа зубов утконосых динозавров оказались примерно на три части на тысячу выше, чем ожидалось, даже с учетом предложенного для них большего разрыва в 18 пунктов. Один зуб протохадроса , раннего родственника динозавров, оказался примерно на пять частей на тысячу выше.
Эти показатели находятся в том же диапазоне, что и показатели древних морских коров, которые питались почти исключительно морскими растениями.
Содержание тяжелого углерода в зубах крокодилов, найденных на том же участке, оказалось на 7,5 частей на тысячу выше ожидаемого значения. У аллигаторов вдоль побережья Флориды сегодня наблюдается аналогичная картина: в их зубах содержится на 5,4 частей на тысячу больше тяжелого углерода, чем у аллигаторов, обитающих во внутренних районах штата.
Форстер заявил, что команда была удивлена тем, насколько стабильным был сигнал на разных широтах и во времени.
«Прибрежные районы, разделенные тысячами километров и миллионами лет, имеют более схожий изотопный состав углерода, чем районы, не имеющие выхода к морю, несмотря на то, что относятся к одному и тому же периоду времени», — сказал он.
Избыток углерода обнаружился в рыбе, родственниках крокодилов и крупных травоядных животных. Поэтому он должен был попасть в пищевую цепь в самом низу, через что-то, съеденное животными, которые затем сами стали добычей хищников.
Кроме того, оно должно было расти вдоль побережья, а не вглубь материка, и оставаться доступным в течение миллионов лет. «Немногие организмы соответствуют этим критериям, за исключением морских макроводорослей или макрофитов — морских водорослей», — сказал Форстер.
Меловой период был благоприятен для такого рода доставки. Уровень моря был выше, чем сегодня, штормы были сильнее, а океаны производили огромное количество живой материи, поэтому большая её часть, вероятно, в конечном итоге оказалась на берегу.
Команда также проверила воздух. Содержание углерода в древней атмосфере менялось со временем, но любое изменение привело бы к повышению показателей как у животных, обитающих на суше, так и у животных, обитающих на побережье, а у животных, обитающих на суше, ничего не было обнаружено.
«Некоторые травоядные динозавры не потребляли морскую пищу в значительных количествах, в то время как другие, возможно, потребляли ее в основном для своего рациона», — сказал Форстер. «К современным аналогам, вероятно, относятся современные лоси и олени».
Наиболее убедительные доказательства были получены от травоядного животного, которое не соответствовало установленной закономерности. Tenontosaurus tilletti был обнаружен как во внутренних районах, так и на побережье. Зуб из прибрежной формации Антлерс в Оклахоме и Техасе дал почти такие же результаты, как и зубы из внутренней формации Кловерли.
Оба вида придерживались рациона, состоящего из наземных растений, с тем же самым разрывом в 13-14 частей на тысячу, который наблюдается у травоядных млекопитающих. Другими словами, тенонтозавр , по-видимому, предпочитал наземные растения везде, где он обитал.
Этот единственный зуб имеет практическое значение. Если бы что-то в породе или воздухе повысило содержание углерода в прибрежных районах, это повысило бы показания всех животных, похороненных там. Показания этого зуба остались низкими, что делает диету более вероятным объяснением.
Сегодня многие прибрежные животные также избегают океанической пищи, поэтому один из таких экземпляров скорее подтверждает эту картину, чем опровергает её. У команды было лишь несколько образцов тенонтозавра, и авторы написали, что эта закономерность требует дальнейшего изучения.
В отложениях формации Кловерли, расположенных в глубине материка, также была обнаружена единственная чешуйка панцирной щуки, разновидности рыбы.
«Мы были несколько удивлены, обнаружив то, что, по-видимому, является свидетельством обитания морских/прибрежных щук в пределах изолированного от моря комплекса отложений формации Кловерли», — сказал Форстер.
Шкала показала такое же содержание тяжелого углерода, как и окаменелости из прибрежных районов. Баланс стронция и кальция соответствовал составу рыб, обитающих в соленой воде сегодня, а показания содержания кислорода указывали на источник в далеком северном морском проливе.
Форстер сказал, что чешуя намного крупнее, чем у многих других чешуек панцирных щук из этого месторождения, и, возможно, принадлежит более старой рыбе, приплывшей из северного моря. Если рыба погибла в пределах своего обычного ареала обитания, подсчитала команда, то место находки находится примерно в 60 километрах от устья реки. Это участок, где река впадает в море.
Все исследованные участки находятся в Северной Америке. Ни одна из ископаемых не происходит из крайнего севера или тропиков того времени. Остается открытым вопрос, питались ли динозавры в этих регионах морем.
Химический анализ также не позволяет назвать конкретный вид пищи. Он указывает на морские растения или на добычу, которая ими питалась, не показывая, какое животное чем питалось и как часто.
Помимо диеты, есть и другие последствия. Эмаль зубов динозавров может иметь тот же разрыв в 13-14 пунктов, что и эмаль зубов млекопитающих. Если это так, то при оценке химического состава древних растений по зубам динозавров необходимо будет учитывать пищу из моря.
Авторы назвали перемещение пищи из моря на сушу малоизученной областью. Следующий шаг — изучение ископаемых из других широт и других эпох, чтобы выяснить, сохраняется ли прибрежный след везде, где динозавры могли достигать пляжа.
Может быть интересно:
Новый вид семейства кошачьих был открыт впервые за более чем 100 лет
Амеба из вулканических источников смогла выжить при температуре 63 °C
В Аргентине нашли крупнейший в Южной Америке бивень мастодонта длиной 2,34 метра