Мир дикой природы на wwlife.ru
Вы находитесь здесь:Новости>>Новости Палеонтологии>>Почему самые большие динозавры стали такими большими

Среда, 06 Ноябрь 2013 22:22

Почему самые большие динозавры стали такими большими

Автор 

Наряду с Tyrannosaurus rex «типовой» зауропод — одно из наиболее узнаваемых доисторических животных. Ни с чем не спутаешь его элегантную фигуру на четырёх «тумбах», длинный мускулистый хвост и, самое главное, огромную шею с крошечной головкой.

Скелет аргентинозавраСкелет аргентинозавраСвоей массой эти существа могут сравниться с крупными усатыми китами (около 85 т) и по этому показателю намного превосходят всех остальных сухопутных тварей, когда-либо ходивших по земле. Сам собой возникает вопрос: почему они стали такими большими? 

Ответ на него предложила обширная междисциплинарная группа учёных, которая опубликовала сразу 14 статей в онлайн-журнале PLoS ONE

Гигантизм зауроподов объясняется по-разному, зачастую возникают самые экзотические версии — вплоть до того, что в мезозойской эре (ок. 66–252 млн лет назад) сила тяжести Земли была меньше, чем сейчас. При этом бросается в глаза странно небольшое количество научных исследований на эту тему. Возможно, дело в банальной сложности вопроса и необходимости возиться с хрупкими костями. 

Но что бы ни стояло за этой нерадивостью, она уходит в прошлое: несколько лет назад правительство Германии выделило солидные деньги на изучение биологии зауроподов, и в особенности происхождения их гигантизма. Мартин Зандер из Боннского университета курирует работу 13 групп, представляющих самые разные научные дисциплины. Опубликовано более сотни трудов и книга, их суммирующая. И вот — новая порция выводов, касающихся нескольких аспектов биологии зауроподов, а также того, как модель развития их гигантизма, подготовленная этими учёными, согласуется с текущими исследованиями. 

«Каскадная модель эволюции» (Evolutionary Cascade Model, ECM) — основная гипотеза этой группы. Предполагается, что уникальная смесь прогрессивных и примитивных признаков — физиологических и функционально-анатомических характеристик, которыми обладали предки зауроподов, — привела к нескольким каскадам эволюционных изменений, породившим положительную обратную связь и тем самым позволившим зауроподам перерасти всех прочих сухопутных животных. 

Что же это была за смесь? Если коротко — высокая интенсивность обмена веществ и дыхательный аппарат в птичьем стиле, то есть с однонаправленным потоком воздуха сквозь лёгкие (прогрессивные признаки), вкупе с порождением большого количества маленьких детёнышей и крайне слабой обработкой пищи во рту (примитивные признаки). 

Гипотеза состоит в том, что эти признаки считаются причиной пяти взаимосвязанных эволюционных каскадов, которые коснулись 1) размножения, 2) питания, 3) строения головы и шеи, 4) лёгких и 5) обмена веществ. 

Для примера давайте возьмём каскад изменений в питании. 

Начнём с такого примитивного признака, как полное или почти полное отсутствие жевания. Следовательно, ранние зауроподы (напомним, они были строгими вегетарианцами) за считанные минуты съедали очень много, поскольку между попаданием пищи в рот и проглатыванием проходило совсем мало времени. И действительно, в истории зауроподов наблюдается развитие нескольких специализаций, содействующих ускоренному приёму пищи: очень быстрое обновление зубов, расширение челюстей и утрата щёк — всё ради того, чтобы как можно быстрее сорвать и побольше проглотить. У особей с такими признаками появилось преимущество: за данный промежуток времени они получали больше энергии, чем другие виды, — при условии, конечно, что пищеварительная система могла принять и обработать такой объём плохо пережёванной еды. Результатом стал быстрый рост тела. 

Для прояснения вопроса о взаимосвязи каскадов давайте проследим, как эти изменения могли быть связаны с анатомическими трансформациями головы и шеи. Поскольку не надо было тщательно пережёвывать пищу, зауроподы не нуждались в соответствующем наборе мышц. К примеру, у современных млекопитающих жевательные мышцы и размеры головы, которой приходится их нести, увеличиваются сообразно с размерами тела. А наши герои счастливо этого избежали, сохранив маленькую голову, движения которой требовали меньше энергии. Это позволило шее удлиниться, и зауроподы стали съедать больше пищи, не сходя с места, и тем самым получать ещё больше энергии с минимальными затратами. Поэтому объём пищеварительной системы продолжал расти, а вместе с ним — и размеры тела. 

Это пример только одного каскада и одной каскадной цепочки. Вся модель, конечно, сложна и стремится объяснить целый ряд трансформаций, которые в конечном счёте выходят за рамки эволюции зауроподов и ведут к появлению черепах и млекопитающих.

Можно ли говорить, что тем самым учёным удалось-таки нарисовать единую картину биологии зауроподов? К сожалению, не совсем. 

Внутри этой замечательной группы учёных тоже есть разногласия. Например, они касаются того, под каким углом зауроподы держали шею. Все выводы на этот счёт вытекают обычно из цифровых моделей скелета, в которых каждая косточка соединяется с соседними и подгоняется таким образом, чтобы суставные фасетки пересекались максимально или минимально. Таким образом устанавливаются диапазон движений (ДД) и нулевое остеологическое положение (НОП), при котором поверхности суставов максимально пересекаются и кости подходят друг к другу самым удобным образом. 

Действительно ли зауроподы держали шею таким образом? (Изображение Mark Witton.)Действительно ли зауроподы держали шею таким образом? (Изображение Mark Witton.)В одной из тех четырнадцати статей говорится о том, что, судя по НОП, зауроподы держали шею прямо, а не выгибали её на манер лебедей. ДД же не позволял голове подниматься высоко, тогда как широкие движения в горизонтальной плоскости были возможны, так что сравнения с жирафами неправомерны. 

Ничего подобного, утверждают коллеги этих учёных в другой статье. Они уверены, что НОП ничего не говорит о высоте, на которую могла подняться голова, и что все эти модели не учитывают влияния на оба показателя мягких тканей, в том числе суставных хрящей и межпозвоночных дисков. 

Апатозавр на водопое (иллюстрация Wikimedia Commons).Апатозавр на водопое (иллюстрация Wikimedia Commons).Но если мы хотим прояснить ситуацию с гигантизмом зауроподов, то основной проблемой всё-таки остаётся измерение массы тела вымерших животных, от которых остались только скелеты, к тому же не всегда полные. Задача очень трудная. Предлагаются самые разные методы оценки массы, которые приводят к большому разбросу результатов. 

Одна из новых статей описывает очередную попытку, причём в центре внимания оказывается крупнейший зауропод — аргентинозавр (см. видео ниже). По результатам сканирования полного скелета кости окружили выпуклым каркасом — это один из самых простых способов оценки объёма динозавра, а затем и массы. Метод испытывался на современных животных и дал неплохие результаты. Возможно, 85 т, которыми наделили аргентинозавра на этот раз, и впрямь недалеки от истины. 

 Только не надо забывать, что этот скелет и сам является компьютерной мозаикой различных родственных зауроподов, ибо аргентинозавр известен по весьма фрагментарным останкам. Более того, ни один зауропод сверхгигантских размеров не потрудился отправить в наше время полный скелет, так что вычисление верхнего предела массы этих динозавров остаётся проблемой.

Можно попытаться обойти её измерением следов: есть надежда рассчитать массу по сотворившей их силе. В отличие от скелетов, следы самых крупных зауроподов хорошо представлены в палеонтологической летописи. Проверка метода на слонах тоже неплохо его зарекомендовала.

Но пока этого не сделано, ведь нужно знать физические свойства той субстанции, в которую ступил динозавр, и то, как она деформируется при подобном воздействии. Что это была за субстанция и в каком состоянии пребывала в тот момент, нелегко выяснить по камню. 

Как видим, тайна одного из самых выдающихся примеров биоинженерии не разгадана. Всё-таки очень трудное это занятие — восстанавливать «вчера» по тому, что осталось от него сегодня. 

 


 

Источник: КОМПЬЮЛЕНТА


 

Дополнительная информация

  • Эон: Фанерозой (542 млн лет до нв)
  • Эра: Мезозой (251 - 65,5 млн лет)
  • Период: Меловой, мел (145,5 - 65,5 млн лет)
  • Время обитания: 115 - 90 млн лет назад
Прочитано 8535 раз Последнее изменение Среда, 06 Ноябрь 2013 23:26

Авторизуйтесь, чтобы получить возможность оставлять комментарии

Случайные статьи

  • 1
  • 2
  • 3
  • 4
  • 5
Предыдущая Следующая

Голуби узнают лица подобно людям

14-04-2011 Просмотров:12680 Новости Зоологии Антоненко Андрей - avatar Антоненко Андрей

Голуби узнают лица подобно людям

Экспериментальная картинка. Зелёным обведены разные выражения одного лица, синим — одинаковая эмоция, но у разных людей, оранжевым — разные эмоции, разные люди. (Иллюстрация авторов исследования.)Голуби, как и люди, легко находят...

Летучие мыши используют рябь на воде для охоты на поющих…

24-01-2014 Просмотров:8944 Новости Зоологии Антоненко Андрей - avatar Антоненко Андрей

Летучие мыши используют рябь на воде для охоты на поющих лягушек

Летучие мыши Панамы научились ловить лягушек-тунгар благодаря ряби, появляющейся на воде при исполнении их "брачных серенад" и не исчезающей даже тогда, когда амфибия замолкает при виде хищницы, заявляют биологи в статье, опубликованной в журнале Science. Лягушка-тунгар"Когда лягушка видит...

Ученые выяснили, почему 99% черепах Большого Барьерного рифа - самки

10-01-2018 Просмотров:2940 Новости Зоологии Антоненко Андрей - avatar Антоненко Андрей

Ученые выяснили, почему 99% черепах Большого Барьерного рифа - самки

Изменение климата привело к тому, что большинство зеленых морских черепах, обитающих в северной части Большого Барьерного рифа, рождаются самками, сообщает издание Sudney Morning Herald со ссылкой на исследование научного журнала Current Biology. Черепаха на Большом...

Американские полярники получили первые образцы со дна озера Уилланс

30-01-2013 Просмотров:12252 Новости Окенологии Антоненко Андрей - avatar Антоненко Андрей

Американские полярники получили первые образцы со дна озера Уилланс

Группа американских полярных исследователей получила первые научные данные и образцы донных отложений из антарктического подледного озера Уилланс, пишет интернет-издание Discover. Американская экспедицияОзеро Уилланс расположено под одноименным ледовым течением в западной части...

Как мозг следит за временем

01-11-2012 Просмотров:10835 Новости Нейробиологии Антоненко Андрей - avatar Антоненко Андрей

Как мозг следит за временем

Как мозг следит за временем? Долго считалось, что для этого есть специальная структура (на эту роль предлагали базальные ганглии или мозжечок), по которой весь остальной мозг «подводит часы». Однако эксперименты...

top-iconВверх

© 2009-2024 Мир дикой природы на wwlife.ru. При использование материала, рабочая ссылка на него обязательна.