Вертикальные глазницы дали крупным хищным динозаврам прочный череп для сильных укусов

Палеонтолог проанализировал большую выборку черепов динозавров и их родственников и обнаружил, что у большинства видов глазницы были округлыми, но крупные хищники, такие как тираннозавр и аллозавр, обладали вертикально вытянутыми глазницами. Глазницы подобной формы снижали нагрузку на череп во время укуса, но глаза при этом стали меньше, так как занимали только верхнюю часть глазницы. Исследование опубликовано в журнале Communications Biology.

Глазница часто становится объектом исследования палеонтологов. К примеру, размер глазницы и склеротикального кольца (костная структура в глазах некоторых позвоночных) использовался для определения суточной активности динозавров и других архозавров (1), а также динозавров из группы альваресзавров (2). Однако форме глазницы архозавров, за исключением некоторых групп (например, хищных динозавров), ученые практически не уделяли внимания.

Исправить эту ситуацию решил палеонтолог Штефан Лаутеншлагер (Stephan Lautenschlager) из Бирмингемского университета. Ученый при помощи метода геометрической морфометрии проанализировал форму глазниц примерно у 400 таксонов из группы Archosauromorpha (архозавры и их ближайшие родственники), включая нептичьих динозавров, птерозавров и крокодилов.

Анализ показал, что в этой группе встречаются разные типы глазниц, но у большинства видов они были округлой формы. Наибольшее морфологическое разнообразие оказалось характерно для крупных плотоядных (с длиной черепа более метра), которые в основном были представлены хищными динозаврами: их глазницы были эллиптическими или в форме замочной скважины (хотя у молодых особей они все же были округлыми).

При помощи компьютерного моделирования ученый выяснил, что вертикально вытянутые глазницы снижали нагрузку на череп по время укуса. Полученные результаты согласуются с предыдущими работами, проведенными на небольших выборках таксонов. Например, в исследовании 16 видов теропод было показано, что размер и форма глазниц коррелируют с повышенной прочностью черепа.

Однако ради прочности черепа хищники отказались от больших глаз, так как в вертикально вытянутых глазницах глазное яблоко занимает только верхнюю часть, в то время как в округлых глазницах оно занимает практически весь объем. К примеру, если бы у тираннозавра были округлые глазницы, то его глазные яблоки увеличились бы на 726 процентов. С другой стороны, такие большие глаза потребляли бы огромное количество энергии, что, скорее всего, перевесило бы потенциальную пользу от остроты зрения.

Недавно американский палеонтолог объяснил, почему тираннозавр и его родичи обладали маленькими руками. По его мнению, передние конечности тираннозаврид уменьшились в процессе эволюции, чтобы минимизировать риск повреждения во время группового кормления.

Семён Морозов

Нашли опечатку? Выделите фрагмент и нажмите Ctrl+Enter.
Российские иностранцевии заселили Южную Африку незадолго до пермского вымирания

Здесь они заняли нишу верховных хищников, освободившуюся после вымирания местных видов

Палеонтологи обнаружили в пермских отложениях Южной Африки остатки нового вида иностранцевий — гигантских саблезубых хищников из клады синапсид. Ранее считалось, что эти существа обитали только на территории Европейской России. Исследователи полагают, что еще за некоторое время до начала массового вымирания на рубеже перми и триаса в южноафриканских экосистемах почти полностью исчезли эндемичные крупные хищники — а вот травоядные выжили. Занять пустующую нишу верховных хищников в местных экосистемах удалось расселившимся с другого конца Пангеи иностранцевиям. Правда, вскоре и они исчезли в результате массового вымирания. Результаты исследования опубликованы в статье для журнала Current Biology. В пермском периоде, который начался 298,9 миллиона лет назад и закончился 251,9 миллиона лет назад, планетой правили родственные млекопитающим зверообразные существа из клады синапсид (Synapsida). Среди них были гигантские травоядные, например, некоторые дейноцефалы (Dinocephalia) и дицинодонты (Dicynodontia), и охотившиеся на них крупные хищники. Последнюю нишу занимали в основном представители клады горгонопсов (Gorgonopsia) — обладатели огромных сабельных клыков. Почти все синапсиды исчезли в результате массового вымирания на рубеже пермского и триасового периодов — самого масштабного в истории. Выжить удалось лишь немногим представителям этой группы, в том числе предкам млекопитающих. А освободившиеся ниши на миллионы лет заняли динозавры и другие представители диапсид (Diapsida). Впрочем, специалисты отмечают, что пермско-триасовое вымирание не следует представлять как простую замену синапсид на диапсид. В действительности этот процесс был намного более сложным. Очередное подтверждение этому обнаружила команда палеонтологов под руководством Кристиана Каммерера (Christian F. Kammerer) из Музея естественных наук Северной Каролины. В 2010-2011 года исследователи обнаружили в бассейне Кару в Южной Африке два хорошо сохранившихся черепа и фрагменты скелета двух очень крупных горгонопсов. Их датировали самым концом пермского периода, около 254,5–251 миллиона лет назад. Считается, что в конце перми верховными хищниками Южной Африки (которая тогда входила в состав сверхконтинента Пангея) были крупные горгонопсы из клады Rubidgeinae. К ним относились, в частности, трехметровые рубиджеи (Rubidgea). Однако вся эта клада исчезла еще за некоторое время до пермско-триасового массового вымирания. Кроме того, найденные черепа и фрагменты скелета, судя по их строению, не принадлежали представителям группы Rubidgeinae. Внимательно изучив загадочные остатки, Каммерер с соавторами пришли к выводу, что они их обладателями были другие горгонопсы — иностранцевии (Inostrancevia). Исследователи описали их в качестве нового вида, который получил название Inostrancevia africana. Это довольно неожиданный вывод, поскольку до сих пор остатки трех видов иностранцевий (самых крупных известных горгонопсид, размером с современного тигра) находили только на территории Европейской России, например, на Северной Двине. Даже сегодня расстояние между этим регионом и Южной Африкой очень велико. А в конце перми они и вовсе располагались на разных концах Пангеи, в центре которой находилась огромная пустыня. Тем не менее, иностранцевиям удалось пересечь сверхконтинент и поселиться в совершенно новом месте. Каммерер и его коллеги предполагают, что незадолго до конца пермского периода южноафриканские горгонопсы из клады Rubidgeinae полностью исчезли. Скорее всего, это была одна из ранних волн грядущего массового вымирания. В результате местная экосистема лишилась верховных хищников, притом что крупные травоядные — листрозавры Lystrosaurus maccaigi — в ней сохранились. Занять пустующую нишу удалось расселившимся с далекого севера иностранцевиям. Они просуществовали на юге Африки в течение некоторого времени, пока вместе со множеством других видов не стали жертвами массового вымирания. Результаты исследования указывают, что наземные экосистемы поздней перми утратили стабильность еще до начала массового вымирания. Из-за этого в них, в частности, так часто менялись верховные хищники. Интересно, что в Южной Африке этот процесс не закончился с исчезновением иностранцевий. В раннем триасе их нишу заняли пережившие массовое вымирание тероцефалы из рода Moschorhinus, а их, в свою очередь, вытеснили протерозухии (Proterosuchidae), представители архозавриформ. Все эти перемены произошли менее чем за два миллиона лет — беспрецедентно быстро с геологической точки зрения. В целом же пермско-триасовое вымирание в наземных экосистемах было, вероятно, постепенным процессом, который начался с нарушений пищевых цепей и перераспределения видов на региональном уровне и затянулся почти на миллион лет. Для сравнения, в морях переход от пермской фауны к триасовой произошел намного быстрее. Листрозавры были одними из немногих синапсид, переживших массовое вымирание в конце пермского периода. А в начале триаса они широко распространились по миру. Остатки этих существ находят даже в Антарктиде — и ученые предполагают, что местные листрозавры могли впадать в спячку.