Палеонтологи подтвердили миниатюризацию динозавров-муравьедов

Тенденция к уменьшению размеров тела в процессе эволюции характерна для двух ветвей теропод: альваресзавров (Alvarezsauroidea) и линии, ведущей к птицам. Международная команда палеонтологов подробно изучила ископаемые остатки альваресзавров, применив палеогистологические методы. Ученые обнаружили, что резкое уменьшение размеров тела этих динозавров началось примерно 110 миллионов лет назад, при этом оно сопровождалось увеличением видообразования. Исследователи предполагают, что альваресзавры уменьшились в связи с переходом к питанию общественными насекомыми — муравьями и термитами. Результаты исследования опубликованы в журнале Current Biology.

Альваресзавры появились в юрском периоде и дожили до конца мела. Окаменелости этих динозавров найдены в Азии, Северной и Южной Америке. Альваресзавры, вероятно, были покрыты перьями — об этом свидетельствует находка ископаемых остатков шувуйи (Shuvuuia deserti). Возле ее окаменелых костей были обнаружены волокнистые структуры, содержащие продукты распада бета-кератинов — эти белки, в частности, содержатся в перьях.

Базальные альваресзавры охотились на небольших животных или были всеядными. В процессе эволюции у представителей этой группы уменьшались передние конечности, а пальцы на них редуцировались. В результате у альваресзавров появились короткие и сильные руки с одним функциональным пальцем, который заканчивался мощным когтем. Строение других частей скелета, в частности черепа, грудины и позвонков, стало напоминать птичье — из-за этого альваресзавров раньше даже относили к примитивным птицам. Кроме того, к концу мелового периода появилось много мелких видов этих динозавров. Палеонтологи предположили, что альваресзавры стали насекомоядными — перешли к питанию социальными насекомыми, такими как муравьи и термиты, которых добывали в древесине с помощью мощных когтей на передних конечностях.

Однако не все ученые согласны с насекомоядной диетой поздних альваресзавров — по крайней мере в отношении одного вида. Недавно палеонтологи изучили строение внутреннего уха шувуйи и пришли к выводу, что этот вид был ночным хищником, как современные совы. 

Цзычуань Цинь (Zichuan Qin) из Бристольского университета и его коллеги из Великобритании, Китая, США, Южной Африки решили детально изучить миниатюризацию среди альваресзавров. Ученые проанализировали ископаемые остатки 21 вида этой группы, при этом два вида — Kol ghuva и Albertonykus borealis — впоследствии были исключены из анализа, так как их остатков было недостаточно для расчетов.

Для начала специалистам нужно было убедиться, что все исследуемые особи были взрослыми (особенно мелкие виды). Сначала ученые определили возраст динозавров на основе морфологического анализа костей. Затем исследователи изучили гистологические срезы костей восьми видов (пяти базальных и трех продвинутых) и по микроструктуре определили возраст — такой метод дает более точные результаты. Оказалось, что кости принадлежали взрослым и молодым особям, а один из видов — Aorun zhaoi — был представлен детенышем, поэтому его исключили из анализа.

После этого ученые рассчитали массу тела каждого вида. Для этого исследователи использовали соотношение между окружностью середины диафиза бедренной кости и массой тела. Для молодых особей построили кривые роста (графики, связывающие возраст с массой тела), на основании которых получили приблизительную массу взрослой особи. Также специалисты рассчитали примерную массу предка альваресзавров, которая оказалась равна 23 килограммам.

Затем палеонтологи провели филогенетический анализ, учитывая массу тела. Оказалось, что в первые 60 миллионов лет эволюции группы масса тела колебалась от 10 до 50 килограммов. Затем средняя масса тела начала быстро снижаться и в позднем мелу — около 90 миллионов лет назад — появилась ветвь мелких альваресзавров, которые весили меньше 5 килограммов (многие даже меньше килограмма). Также ученые обнаружили, что с началом быстрой миниатюризации увеличилось видообразование.

Авторы работы считают, что уменьшение размеров и эволюционная радиация, скорее всего, связаны с переходом к питанию насекомыми — у насекомоядных животных обычно небольшой размер тела. Кроме того, альваресзавры могли специализироваться на поедании общественных насекомых, так как начало миниатюризации практически совпадает со временем появления термитов и муравьев. 

Также палеонтологи отмечают, что исследование гистологического строения костей позволило выявить разные стратегии роста у мелких видов — Xixianykus zhangi рос медленнее и имел большую продолжительность жизни, чем Albinykus baatar.

Палеогистологические методы часто используют при реконструкции биологии вымерших животных. К примеру, ученые изучили микроструктуру костей примитивного завроподоморфа массоспондила и обнаружили, что этот вид динозавров рос неравномерно — в зависимости от условий окружающей среды. А изучение гистологии сибирского пситтакозавра позволило предположить, что раннее достижение гистологической зрелости было эволюционной тенденцией пситтакозавров.

Семён Морозов