У мезозойской рептилии нашли признаки пубертата

Исследователи из Германии, Китая, США и Японии обнаружили признаки полового созревания у ископаемой морской рептилии из южно-китайских отложений триасового периода. Это стало первым описанием пубертата у окаменелых амниот. Отчет о работе появился в журнале Current Biology.

Определение полового созревания как правило базируется на вторичных половых признаках, распознать которые у вымерших рептилий практически невозможно. Альтернативу может представлять изучение формирования костей, но для этого нужны образцы представителей одного вида разных возрастов. Подходящим объектом для этого могут служить морские живородящие завроптеригии кейчоузавры (Keichousaurus hui), которые известны по тысячам образцов — от плода до крупной взрослой особи. У них выражен половой диморфизм: самцы примерно на 10 процентов крупнее самок, и с возрастом на их бедренных костях появляются хорошо различимые расширения в дистальной части и развитые дельтовидные в сечении гребни. У детенышей и самок эти кости ровной цилиндрической формы.

Чтобы разобраться в процессе перехода от детеныша к взрослой особи, сотрудники Хэфэйского технологического, Боннского и Токийского городского университетов, а также Института динозавров Естественно-исторического музея округа Лос-Анджелес под руководством Мартина Сэндера (Martin Sander) провели гистологическое исследование образцов, высверленных из средней трети диафиза 18 бедренных костей кейчоузавров. 11 из них принадлежали самцам, шесть — самкам и один — изолированному плоду. Все они были обнаружены на юго-западе Китая в отложениях среднего триаса возрастом примерно 240 миллионов лет.

В тонких отполированных срезах каждого образца, кроме плодного, под микроскопом были четко видны последовательные годичные циклы роста. В конце первого цикла наблюдались признаки модуляции роста, в частности снижение организации волокон, видимых в кросс-поляризованном свете. В конце каждого последующего цикла появлялось годичное кольцо (аннулюс) — тонкий слой аваскулярной пластинчатой костной ткани. Форма этих колец отражает срез кости в соответствующем возрасте, и по их динамике можно судить о траектории ее роста.

Развитие костей у всех особей начиналось с аннулюсов круглой формы. У самцов с каждым годом эта форма становилась все более треугольной, максимально выраженной у взрослых, а у самок оставалась неизменной в процессе развития. Гистологически такие изменения у самцов были вызваны направленными отклонениями в аппозиции новых клеток вокруг кости, более высокой пористостью ткани и менее организованным расположением волокон в районе образующихся гребней. В сумме этот переход конфигурации кости от ювенильной к взрослой отражает процесс полового созревания.

Построив кривые роста трех самцов и двух самок, исследователи выяснили, что траектории их развития в целом совпадают. Пубертат, для которого характерен быстрый рост, охватывал второй год жизни рептилий. После этого рост замедлялся — так происходит, чтобы переключить энергозатраты с него на размножение — но в течение нескольких лет еще продолжался (у одного из самцов до восьми лет). Авторы работы отмечают, что из-за небольшой выборки эти результаты могут быть неточными.

Два дорсальных гребня бедренной кости кейчоузавра служат местом прикрепления широчайшей мышцы спины и трицепса, обеспечивающих приведение и распрямление задних конечностей. Вентральный гребень связан с работой мышц-сгибателей, таких как грудная, плечевая и бицепс плеча. Выраженные гребни свидетельствуют о высокой нагрузке на прикрепленные к ним мышцы, что, скорее всего, отражает вторичные половые признаки, относящиеся к бою, охоте и совокуплению, как и у современных чешуйчатых.

У рептилий за рост костей и повышенную подвижность в пубертатном периоде отвечает мужской половой гормон тестостерон. Таким образом, обнаруженное развитие полового диморфизма бедренных костей у кейчоузавров, по-видимому, связано с действием внутренних факторов в виде половых гормонов и внешних — в виде связанного с пубертатом поведения, пишут авторы работы. По их данным, это стало первым описанием полового созревания у окаменелых амниот.

В сумме полученные данные позволяют выделить в развитии кейчоузавров четыре стадии: плодную (от начала окостенения до рождения), ювенильную (от рождения до пубертата — вероятно, продолжительностью около года), пубертатную (от начала до завершения формирования характерной для взрослых формы костей у самцов — второй год жизни) и взрослую.

В конце 2021 года палеонтологи опубликовали описание гигантского птерозавра кетцалькоатля (Quetzalcoatlus northropi), изучение которого продолжалось полвека — об этом рассказывает материал «Hic sunt dracones». Спустя полгода тираннозавров (Tyrannosaurus rex) предложили разделить на три разных вида — об этом можно почитать в материале «Постулат о трех тирексах».