Китайские палеонтологи обнаружили в бирманском янтаре гигантские сперматозоиды возрастом около 100 миллионов лет: они принадлежали рачкам-остракодам. Как отмечается в статье для журнала Proceedings of the Royal Society B, это древнейшая достоверная находка ископаемых сперматозоидов.
Ракообразные из класса остракод (Ostracoda), обитают в соленых и пресных водоемах по всему миру. Эти мелкие существа кажутся не слишком примечательными, однако у них есть необычная особенность: в трех надсемействах остракод самцы производят гигантские сперматозоиды. В некоторых случаях их длина в шесть раз превышает длину тела самого рачка. Функции гигантских сперматозоидов пока не до конца ясны: возможно, они образуют «пробку» в половых путях самки, мешая другим самцам ее оплодотворить.
Когда именно остракоды приобрели эту особенность, неизвестно. Хотя эти членистоногие очень широко представлены в палеонтологической летописи начиная с ордовика, в большинстве случаев от них сохранились лишь окаменевшие створки раковин, но не мягкие ткани, которые позволили бы судить о строении их половой системы.
Возможность изучить анатомию и физиологию древних остракод выпала команде специалистов под руководством Хэ Вана (He Wang) из Нанкинского института геологии и палеонтологии. В их руки попал кусок бирманского янтаря, который сформировался в среднем мелу, около 100 миллионов лет назад. Изучив находку, палеонтологи обнаружили внутри нее 39 хорошо сохранившихся остракод.
Анализ, проведенный с помощью рентгеновской микроскопии, показал, что восемь найденных рачков принадлежат к уже известному роду Thalassocypria, а один — к роду Sanyuania. Ныне живущие представители этих родов предпочитают жить на морских мелководьях, поэтому можно предположить, что кусок янтаря сформировался в похожих условиях — например, в лагуне или эстуарии.
Еще 31 особь авторы отнесли к новому роду Myanmarcypris и виду M. hui. Среди этих рачков есть взрослые самки и самцы, а также молодые особи. Их мягкие ткани сохранились достаточно хорошо, чтобы у исследователей была возможность изучить строение репродуктивных органов.
Например, в задней части тела одной из самок были обнаружены четыре яйцеклетки, а также семяприемники с клубком гигантских нитевидных сперматозоидов. По оценке авторов, каждый из сперматозоидов достигал в длину не менее 200 микрометров, то есть около трети от длины взрослой особи (для сравнения, длина среднего человеческого сперматозоида составляет 55 микрометров). Судя по всему, самка остракоды оказалась в янтарной ловушке вскоре после спаривания.
Репродуктивная система самцов M. hui также сохранилась очень хорошо. Исследователям удалось рассмотреть аналоги пенисов, органы Ценкера (своеобразные мышечные насосы, направлявшие движение гигантских сперматозоидов), а также преобразованные в крючки пятые конечности, которые помогали удерживать самку во время спаривания. Аналогичные приспособления есть и у современных остракод. В целом, репродуктивная система этих ракообразных мало изменилась за последние 100 миллионов лет.
Открытие китайских ученых — первое прямое доказательство, что уже в раннем мелу некоторые остракоды обзавелись гигантскими сперматозоидами. До этого их обнаруживали только у остракод из австралийских отложений возрастом около 17 миллионов лет. Более того, авторы полагают, что сперматозоиды M. hui могут быть древнейшими сперматозоидами во всей палеонтологической летописи: они на 50 миллионов лет старше предыдущих достоверных находок.
Бирманский янтарь — важный источник палеонтологической информации. В нем находят не только насекомых, ракообразных и других беспозвоночных, но и отлично сохранившихся позвоночных, а также части их тел. Однако многие исследователи призывают отказаться от его изучения, ведь янтарь на севере Мьянмы добывают бесправные рабочие. Подробнее об этом читайте в нашем материале «Большие проблемы крохотного динозавра».
Сергей Коленов
Строением морды тираннозавры и другие тероподы больше напоминали варанов, чем крокодилов
Тираннозавры и другие хищные динозавры из группы теропод обладали губами, которые прикрывали их зубы при сомкнутых челюстях. К такому выводу пришли палеонтологи, изучив износ зубов этих рептилий и сравнив строение их черепов с современными крокодилами и варанами. Как отмечается в статье для журнала Science, хищных динозавров по традиции изображают с зубами, торчащими наружу из закрытого рта, как у крокодилов, однако в действительности их морды больше напоминали морды варанов. Хищных динозавров-теропод, включая знаменитого тираннозавра (Tyrannosaurus rex), обычно изображают с зубами, торчащими наружу из закрытого рта. При создании таких реконструкций палеонтологи и художники ориентируются на анатомию современных крокодилов, чьи зубы тоже видны при сомкнутых челюстях. Для сравнения, у большинства наземных позвоночных есть губы или их аналоги, которые прикрывают зубы. Некоторые специалисты уже давно подозревают, что у тираннозавров и других нептичьих хищных динозавров тоже были мягкие ткани, напоминающие губы. В пользу этой идеи говорит тот факт, что зубы у них обладали тонкой эмалью и при этом служили достаточно долго. Если бы они торчали наружу при сомкнутых челюстях, то изнашивались бы намного быстрее. Впрочем, до сих пор палеонтологических данных было недостаточно, чтобы с уверенностью реконструировать мягкие ткани вокруг рта теропод. Команда палеонтологов под руководством Томаса Каллена (Thomas M. Cullen) из Алабамского политехнического университета решила подойти к этой проблеме с другой стороны. Исследователи усомнились, что строение ротового аппарата теропод обязательно должно быть таким же, как у крокодилов. Дело в том, что среди современных хищных рептилий представлены и другие анатомические варианты. Например, хищные представителей отряда чешуйчатых (Squamata) с крупными зубами обладают аналогами губ. В частности, они есть у комодских варанов (Varanus komodoensis). Крокодилы (наряду с птицами) являются одними из наиболее близких современных родственников теропод, поэтому логично предположить, что две эти группы обладают множеством общих черт строения. Однако исследования показывают, что целый ряд анатомических и физиологических особенностей ныне живущих крокодилов связан с их специализацией к водному образу жизни. Так, многочисленные отверстия, разбросанные по поверхности челюстных костей, вмещают органы чувств, позволяющие ориентироваться в воде, в то время как у других позвоночных через них проходят кровеносные сосуды и нервные волокна, идущие в губы. На челюстях теропод таких отверстий было немного и они были выстроены в линию, что больше соответствует ящерицам, таким как вараны и морские игуаны, а не современным крокодилам. Изучив полностью развитый зуб из челюсти тираннозаврида из рода дасплетозавров (Daspletosaurus), Каллен и его коллеги не обнаружили следов износа эмали. При этом зубу, по их оценке, было не меньше года. В то же время у современных крокодилов эмаль зубов сильно изнашивается с внешней стороны, причем порой стирается даже дентин. Авторы отмечают, что если зубная эмаль находится во рту, она смачивается слюной, благодаря чему лучше сопротивляется износу. На открытом же воздухе, как с внешней стороны зубов у крокодилов, она высыхает и быстрее стирается. Таким образом, характер износа зубов у теропод свидетельствует в пользу того, что они были закрыты мягкими тканями как у варанов, а не находились на открытом воздухе как у крокодилов. Часто утверждается, что зубы теропод были слишком большими, чтобы их могли прикрывать губы. Однако авторы с помощью регрессионного анализа продемонстрировали, что у современных варанов соотношение размера зубов к размеру черепа примерно такое же, как у теропод. Даже у варана Сальвадора (V. salvadorii), который обладает самыми крупными среди всех варанов зубами относительно размеров черепа, есть губы. Каллен с соавторами приходят к выводу, что тираннозавры и другие тероподы обладали губами, которые прикрывали их зубы при сомкнутых челюстях. Таким образом, эти рептилии больше напоминали варанов, чем крокодилов. Вероятно, уже у общего предка всех динозавров мягкие ткани вокруг рта были устроены так же, как у чешуйчатых рептилий. Исследователи надеются, что их работа позволит точнее изображать теропод на палеонтологических реконструкциях и в произведениях популярной культуры. Кроме того, наличие губ следует учитывать, исследуя особенности питания и экологию этих динозавров. Сравнение динозавров с современными животными не всегда оправдано. Например, в начале этого года мы рассказывали о работе, согласно которой тираннозавры по интеллекту не уступали бабуинам. Автор исследования пришла к такому выводу, проанализировав слепки внутренней поверхности черепной коробки. Однако она основывалась в основном на математических расчетах и устаревших оценках.