Elementy ru

Судя по реконструкции мозга, коккоцефал (Coccocephalus wildi) не уступал «умом и сообразительностью» некоторым современным рыбам, хотя и жил на 319 миллионов лет раньше. Рисунок © Márcio L. Castro c сайта news.umich.edu

Исследователи, изучающие эволюционную историю мозга, сердца и других внутренних органов сталкиваются со множеством проблем. Одна из самых ощутимых — скудость палеонтологического материал. Мягкие внутренние органы — первые кандидаты на разложение после гибели организма, так что чаще всего они вовсе не сохраняются в палеонтологической летописи. Лишь в случае редкой удачи окаменевший орган доходит до наших дней в виде точного слепка, позволяющего изучить его во всех подробностях. Именно такая удача улыбнулась американским исследователям, изучавшим череп рыбы позднего каменноугольного периода, жившей 319 миллионов лет назад. Просканировав окаменелость методом компьютерной томографии, они обнаружили в недрах черепа великолепный слепок мозга, позволивший во всех подробностях восстановить его структуру.

Большинство палеонтологических окаменелостей, лежащих в музеях, представляют собой остатки твердых частей тела — зубов, костей, панцирей и так далее. Мягкие ткани после смерти организма разлагаются в первую очередь. Поэтому для того, чтобы вездесущие микроорганизмы, «отвечающие» за посмертное разложение трупа, не успели приступить к своей работе, необходимо очень быстрое его захоронение в особых условиях (например, под слоем вулканического пепла или речного ила). Конечно, в некоторых случаях мягкие ткани могут сохраниться и без подобных ухищрений (Шкура съеденного эдмонтозавра мумифицировалась прежде чем окаменеть, «Элементы», 17.10.2022), но только если они достаточно прочные и жесткие сами по себе, тогда как мозг, сердце или печень — увы, чересчур мягкие.

После этого начинается процесс фоссилизации, в ходе которого кости или панцирь пропитываются минеральными солями, пока сами не становятся каменными, а любые полости скелета заполняются породой. В случае черепа образуется точная отливка головного мозга: даже если сами кости в конце концов будут разрушены, слепок сохранится... разумеется, если он окажется сделан из более прочного материала, чем скелет владельца, и окажется захоронен в достаточно спокойном с геологической точки зрения месте. В противном случае, увы, вся кропотливая работа природы по его сохранению будет проведена впустую: движения земных плит и разрушительная сила эрозии уничтожат кости, а без такой существенной подсказки даже самый внимательный палеонтолог едва ли догадается, что лежащий под его ногами продолговатый камень (наверняка сломанный) — это на самом деле слепок мозга какого-нибудь доисторического животного.

Копия ископаемого слепка мозга тираннозавра в Австралийском музее в Сиднее. Слепок образовался естественным путем после смерти животного, заполнив полость разложившегося мозга. Фото © Matt Martyniuk с сайта en.wikipedia.org

В редких случаях, когда черепная коробка сохраняется достаточно хорошо, палеонтологи могут сами изготовить отливку мозга, использовав для этого обычный латекс (см. картинку дня Латексный череп пробурнетии): после извлечения она позволит по рисунку эндокрана восстановить внешний вид мозга. Также в последние годы все чаще используются цифровые методы исследования окаменелостей (например, компьютерная томография), позволяющие полностью реконструировать как череп, так и мозговую полость внутри, не повреждая саму окаменелость. Подобные неинвазивные методы изучения особенно ценны в случаях, когда исследователям доступен лишь единственный голотип, по которому был описан новый вид, и его повреждение, пусть и в научных целях, лишит будущие поколения ученых бесценного образца.

Именно с такой ситуацией сталкивались все предыдущие исследователи, бравшие в руки череп окаменевшей рыбы, больше века хранившийся в Манчестерском музее в Великобритании. Извлеченный из слоя талькохлорита в крыше угольной шахте Маунтин-Форфут в Ланкашире, череп рыбы был описан еще в 1925 году под именем коккоцефала (Coccocephalus wildi). Внешнее изучение окаменелости показало, что это примитивная лучеперая рыба из вымершего отряда палеонискообразных, плававшая в речном эстуарии позднего каменноугольного периода и, вероятно, захороненная в слое ила после смерти. Хотя ничего кроме черепа не сохранилось, ученые смогли приблизительно оценить длину рыбы в 15–20 сантиметров, то есть размером коккоцефал был с крупного ерша.

Голотип коккоцефала рядом с американским центом: череп повернут вправо, снизу можно увидеть челюсти рыбы. Фото © Jeremy Marble с сайта news.umich.edu

Поскольку был обнаружен один-единственный череп коккоцефала, долгие годы никто его досконального не изучал: он пылился на полках архива до тех пор, пока исследователи из Мичиганского университета (США) не просканировали окаменелость с помощью методов компьютерной томографии. Естественно, они не планировали увидеть внутри ничего интересного: целью сканирования было создать подробные трехмерные реконструкции ископаемых черепов, что позволило бы исследователям безопасно изучать их и выявить их положение на эволюционном древе рыб. Однако при изучении результатов сканирования исследователи обратили внимание на странную плотную структуру внутри рыбьего черепа, скрытую от глаз угольно-черными костями.

На томографическом снимке объект выглядит очень ярким. Следовательно, он состоит из более плотного материала, чем сами кости. Поэтому палеонтолог Мэтт Фридман (Matt Friedman) решил изучить его подробнее. Гипотеза о том, что он имеет дело с обычным минеральным наростом, почти сразу же отпала: объект был до странности симметричен, содержал полости, напоминающие мозговые желудочки, и был окружен целым ворохом «нитей», идущих от него наружу, в точности как черепные нервы в нашем мозгу. Учитывая его положение внутри рыбьего черепа и результаты повторного сканирования с более высоким разрешением, у ученых не осталось сомнений, что они имеют дело со слепком мозга животного, жившего 319 миллионов лет назад.

Череп и структура мозга ископаемой рыбы. Видео с сайта phys.org

Хотя исследователи не отрицают, что в процессе разложения мозговой ткани и замещения занимаемой ею полости минералом, предположительно — пиритом, форма слепка могла измениться, расположение черепных нервов (они все еще соединены с мозгом и достигают соответствующих отверстий в костях черепа) предполагает, что это искажение было невелико. Несмотря на положение коккоцнфала на эволюционном древе рыб (он относится к примитивным лучеперым, жившим еще до появления общего предка всех современных представителей этого класса), его мозг, размером с изюмину, довольно сильно напоминает мозг современных лучеперых, особенно примитивных представителей этой группы — осетров и веслоносов.

В его структуре можно выделить переднюю, среднюю и заднюю части, причем особенно любопытен передний, или конечный мозг (telencephalon). У всех современных лучеперых рыб он развивается по эвертированному типу, при котором нервная ткань, формирующая полушария мозга, закручивается не вовнутрь (такой тип — инвертированный — характерен для хрящевых и двоякодышащих рыб, а также всех наземных позвоночных), а наружу. Такой тип развития считается эволюционно-консервативным, «тупиковой ветвью», ведь даже у разных филетических групп лучеперых рыб, разделенных десятками миллионов лет независимой эволюции, структура мозга удивительно похожа. Напротив, у животных с инвертированным типом конечного мозга в эволюционной истории наблюдалось постоянное усложнение нервной системы, что в конечном итоге привело к появлению птиц и млекопитающих. И вот у коккоцефала, несмотря на принадлежность лучеперым, конечный мозг инвертированного типа: по-видимому, такой тип развития можно считать базальным для всех позвоночных, а вот эвертированный мозг лучеперых — странным казусом эволюции и «визитной карточкой» этого класса.

Структура мозга лопастеперых рыб (лепидосирен), базальных лучеперых рыб (коккоцефал) и продвинутых лучеперых рыб (амия и осетр). На реконструкциях мозга красным выделен сам мозг и черепные нервы, розовым — миелэнцефалическая железа (кроветворный орган в мозгу рыб), голубым — мозговая полость черепа. Рисунок из обсуждаемой статьи в Nature

В мозгу коккоцефала сочетаются прогрессивные и примитивные признаки, хотя ученые не могут сказать точно, какие из них когда сформировались, ведь на сегодняшний день слепок мозга коккоцефала — единственный из сохранившихся у настолько древних представителей лучеперых рыб. Впрочем, считают исследователи, эта ситуация вполне поправима: случайная находка слепка мозга в совершенно непримечательном черепе каменноугольной рыбы, сто лет пылившемся в архивах английского музея, может стать ключом к палеонтологической сокровищнице, и новые сканирования ранее исследованных черепов рыб предоставят исследователям богатый материал по эволюции мозга в этой разнообразной группе водных позвоночных.

Источник: R. T. Figueroa, D. Goodvin, M. A. Kolmann, M. I. Coates, A. M. Caron, M. Friedman, S. Giles. Exceptional fossil preservation and evolution of the ray-finned fish brain // Nature. 2023. DOI: 10.1038/s41586-022-05666-1.

Анна Новиковская
https://elementy.ru/novosti_nauki/434069/V_cherepe_ryby_kame...

Кажется, что перед нами сюрреалистический персонаж, словно сошедший с картин Сальвадора Дали. Присмотревшись, мы замечаем, что окружение странного существа выглядит вполне обычным. Значит, перед нами не картина, а жуткое глазастое и рогатое животное, то ли пытающееся проглотить, то ли уже подавившееся несчастной рыбкой. На самом деле и это не так. Обе части, и рыбья, и трехрогая, принадлежат одному животному — птерогонаспису (Pterogonaspis). Его название составлено из греческих слов πτέρο — «крыло», γωνία — «угол» и ἀσπίς — «щит».

Птерогонаспис напоминает рыбу, но принадлежит к галеаспидам (Galeaspida; «шлемощитовые»), которые приходятся отдаленной родней современным бесчелюстным — сестринской группе по отношению к челюстноротым, куда входят все настоящие рыбы, от акулы до карася. В некоторых источниках до сих пор используется полуофициальное название «бесчелюстные рыбы», однако называть птерогонасписа рыбой даже грубее, чем дельфина — курицей. По-видимому, в данном случае речь идет не о филогенетическом родстве, а о морфологическом сходстве; иными словами, любое позвоночное, что плавает в воде, покрыто чешуей и дышит с помощью жабр — рыба.

Некоторые представители галеаспид. Реконструкция несколько устаревшая, ведь по последним находкам стало ясно, что как минимум у некоторых галеаспид были парные складки вдоль туловища — эволюционные предшественники грудных плавников. Рисунок © Nobu Tamura с сайта de.wikipedia.org

Сегодня на Земле обитает чуть больше сотни видов бесчелюстных (для сравнения, одних только приматов на нашей планете больше пятисот видов), но в силуре и девоне, около 450–350 миллионов лет назад, бесчелюстных рыбообразных животных было очень много. Галеаспиды — лишь один из существовавших в то время классов, вдобавок, не самый многочисленный: описано лишь чуть меньше сотни видов. У всех этих «рыб» была одна общая черта — массивный головной панцирь (собственно, он и дал название классу), на котором выделялись только небольшие круглые глазки и загадочное отверстие между ними.

Как думаете, что это? Из логичного на ум сразу приходит ротовое отверстие (ведь, согласитесь, некоторые из изображенных на картинке выше животных так и хочется назвать улыбающимися), однако настоящий рот галеаспидов располагался на нижней части черепа, рядом с жаберными отверстиями. А вот отверстие сверху, судя по всему, служило исключительно для забора воды, которая затем поступала в жаберную камеру; кстати, у современных миксин той же цели служит непарная ноздря на конце морды. Также возможно, что это отверстие было частью обонятельной системы галеаспидов.

Долгое время у галеаспидов не находили никаких признаков парных плавников, так что об их, пусть и отдаленном, родстве с челюстноротыми судили по строению черепной коробки. Однако в этом году китайские палеонтологи описали удивительную находку — несколько идеально сохранившихся окаменелостей пресноводных галеаспид, и не просто отдельных головных щитков, а целых тушек, раскрывших доселе неизвестные детали их анатомии (см. Панцирное бесчелюстное туцзяаспис проливает свет на происхождение конечностей позвоночных, «Элементы», 10.10.2022). Окаменелости принадлежали раннесилурийскому туцзяаспису (Tujiaaspis vividus; по названию народа туцзя), у него были парные плавниковые складки, которые тянулись вдоль всего туловища и при движении создавали подъемную силу, помогавшую тяжеловесному животному дольше скользить над морским дном.

Реконструкция туцзяасписа (Tujiaaspis vividus), недавно описанного вида галеаспид: а — со спинной стороны, видны глаза и отверстие между ними; b — с брюшной, можно разглядеть рот (овальный, ориентирован горизонтально) и ряд жаберных отверстий, идущих полукругом. Рисунок из статьи Z. Gai et al., 2022. Galeaspid anatomy and the origin of vertebrate paired appendages

От кого панцирь защищал тяжелых на подъем галеаспид, многие из которых были размером с мелкого окуня? Позвоночные хищники, вооруженные крепкими челюстями и острыми зубами, в те времена только-только зарождались и были всё еще немногочисленны (см. В силурийских отложениях Китая найден древнейший позвоночный хищник, «Элементы», 16.06.2014), тогда как бесчелюстные, даже очень солидные, вынуждены были глотать пищу целиком и в основном нападали только на всякую мелочь вроде морских червей и мелких трилобитов. Однако не только животные с внутренним скелетом плавали в доисторических морях, и куда большую опасность для галеаспид представляли ракоскорпионы — многочисленные морские беспозвоночные, внешне несколько напоминавшие современных скорпионов (см. Терроптер — первый нелаврусский миксоптеридный ракоскорпион, «Элементы», 11.11.2021). Хотя многие из этих животных были сравнительно невелики, встречались среди них и довольно крупные виды, а находки в копролитах (см. картинку дня Копролиты и великое вымирание) ракоскорпионов остатков бесчелюстных намекают, что галеаспиды могли быть обычным блюдом на их столе.
https://www.youtube.com/watch?v=pHutU32A9Ak&ab_channel=ShinGoji

Отрывок из документального сериала «Прогулки с монстрами: жизнь до динозавров». Хотя изображенный здесь цефаласпис (Cephalaspis) не принадлежит к галеаспидам, он приходится им довольно близкой родней, и создатели сериала правильно отразили, насколько тяжело таким бронированным животным было плавать на большой скорости, спасаясь от ракоскорпионов

Возможно, именно давление со стороны хищников вынудило многие виды галеаспид отрастить причудливые «рога» на голове: такие выросты могли помогать им маскироваться под элементы морского дна, не давать проглотить себя целиком или даже отпугивать тех плотоядных, которых в принципе беспокоил внешний вид добычи. Не исключено также, что «рога» служили рыбам при половом отборе или были частью системы органов чувств — не зря же черепа галеаспид покрывают сенсорные каналы, позволявшие им точно улавливать движения воды.

В конце концов, это не первый и не последний случай причудливой формы черепа у доисторических животных (см. картинки дня Голова-бумеранг, Двурогий зверь Арсинои, Морской пылесос), и наверняка потребуются дополнительные находки, чтобы окончательно раскрыть все секреты этих странных рыбообразных существ.

Рисунок © Dinghua Yang из статьи X.-Y. Meng et al., 2022. New data on the cranial anatomy of Pterogonaspis (Tridensaspidae, Galeaspida) from the lower Devonian of Yunnan, China and its evolutionary implications.

Анна Новиковская
https://elementy.ru/kartinka_dnya/1663/Ryba_Salvadora_Dali

На этом рисунке изображен талассокнус (Thalassocnus), представитель вымершего рода ленивцев, пробирающийся по дну древнего водоема. Его родовое название переводится с греческого как «морская медлительность» (θάλασσα ‘море’ + ὄκνος ‘ленивый, медлительный’).

Около восьми миллионов лет назад у побережья Южной Америки — там, где сейчас находятся Перу и Чили, — можно было увидеть удивительное животное, которое паслось на обширных подводных «лужайках», а чтобы его не сносило волнами — цеплялось за дно мощными когтями, похожими на крючья. И трудно поверить, что единственные живые родственники этого зверя, сохранившие «фамильные» когти и приверженность вегетарианскому образу жизни, в наше время свисают с ветвей деревьев, медленно перемещаясь в пологе тропического леса (см. картинку дня Ленивец и его водоросли). Тем не менее родня всем нам знакомых древесных тихоходов некогда была весьма многочисленна — всего насчитывается от 80 до 90 вымерших родов — и занимала самые различные экологические ниши: среди них были морские, горные и даже подземные разновидности. Особенно впечатляющи были гигантские наземные ленивцы: так, ближайший сородич талассокнуса — мегатерий — был одним из крупнейших сухопутных млекопитающих, когда-либо живших на Земле, и при длине от кончика носа до кончика хвоста около шести метров он весил порядка четырех тонн!

Некоторые представители ленивцевых, слева направо: современный бурогорлый ленивец (Bradypus variegatus), роющий лестодон (Lestodon), наземный мегатерий, морской талассокнус и пресноводный ахитерий (Ahytherium). Силуэт человека приведен для масштаба. Рисунок © TroodonVet из личного твиттера художника

Что же обеспечило ленивцам такую удивительную эволюционную пластичность? Наверняка не последнюю роль в этом сыграл их замедленный метаболизм: ленивцы — самые медлительные млекопитающие на планете, нуждающиеся в абсолютном минимуме калорий, и есть данные о том, что их вымершие родственники тоже не отличались особой энергичностью (так, температура тела вымершего ленивца Nothrotheriops shastensis оценивается в 35°C). Также они непривередливы в питании: четырехкамерные желудки современных ленивцев способны переваривать самую жесткую и волокнистую растительность, которая мало привлекает других травоядных. Наконец, еще одним эволюционным преимуществом ленивцев являются их зубы: они не покрыты эмалью, поэтому не такие прочные, как наши, но зато растут всю жизнь, поэтому ленивец может не беспокоиться о том, что к старости останется без зубов. Сложенные вместе, эти преимущества делают ленивцев одними из наиболее неприхотливых вегетарианцев среди млекопитающих, что и позволяло им занимать любые, даже самые неприглядные экологические ниши.

И талассокнус не был исключением: во времена возникновения этого рода — то был поздний миоцен, когда на Земле уже появились киты, медведи и однопалые предки лошадей, но вот люди еще не успели отделиться от прочих гоминид, — климат на западном побережье Южной Америки варьировал от семиаридного до аридного, и для крупного травоядного млекопитающего там было не так уж много корма. Ну а там, где не справлялась суша, на помощь приходило море, поэтому предки талассокнуса постепенно начали искать пищу на мелководье, в течение последующих четырех миллионов лет, вплоть до позднего плиоцена, адаптируясь к жизни в воде.

Скелет и реконструкция внешнего вида талассокнуса. Слева — фото с сайта en.wikipedia.org. Справа — рисунок © Roman Uchytel с сайта dinos.ru

Впрочем, как-то особо заметно перестраивать собственные тела талассокнусы не стали: их кости стали тяжелее, чтобы служить балластом при нырянии, их челюсти и зубы приспособились к питанию мягкими водорослями и другими растениями, а конечности стали лучше подходить для сильных гребков и цепляния за дно во время кормежки. Последнее было совсем не лишним: несколько экземпляров талассокнусов были найдены со следами заживших переломов задних конечностей. Предполагается, что они получили эти травмы, когда волнами во время шторма их швырнуло на скалы. Аналогичные травмы передних конечностей лишали ленивца основного движителя в воде и, вдобавок, мешали ему выбраться обратно на сушу, так что, скорее всего, талассокнусы с переломами передних лап быстро тонули или становились жертвами хищников.

С переходом на водный образ жизни увеличились и размеры талассокнусов: если ранние виды, T. natans и T. littoralis, которые всё еще кормились в прибрежной полосе и не заходили на глубину больше одного метра, были длиной всего около 2–2,5 метра — как современный морской заяц (Erignathus barbatus), — то перешедший на полуводный образ жизни T. yaucensis, нырявший за кормом, уже достигал 3–3,5 метров в длину, как самцы нынешних сивучей (см. картинку дня Северные морские львы). Кстати, вполне возможно, что сходство с тюленями тут прослеживалось не только по габаритам: при сравнении нескольких экземпляров T. littoralis, а также двух черепов T. сarolomartini, ученые обнаружили, что животные одного и того же вида сильно различаются по размеру, форме зубов и длине челюстей, при этом особенно явная разница прослеживается в форме и размере предчелюстных костей: возможно, при жизни у обладателей более крупных черепов имелись развитые верхние губы или даже небольшой хоботок, каким могут похвастать нынешние морские слоны.

Если предположения ученых верны, и у талассокнусов действительно присутствовал половой диморфизм, то вполне вероятно, что и поведением они напоминали некоторых современных тюленей, тех же сивучей или морских слонов, у которых самцы порой в 3–4 раза превосходят размерами самок (см. картинку дня Любовь под прессом). Поскольку адаптации конечностей талассокнусов к гребле не зашли слишком далеко, они могли свободно выходить на сушу и устраивать лежбища на берегу, и самцы сражались между собой за лучшие участки пляжей и самые большие группы самок. Земля была сравнительно безопасна для ленивцев — во всех формациях, где были найдены талассокнусы, в частности в формации Писко (Pisco Formation), не было найдено крупных сухопутных хищников, поэтому отдыхающие животные могли расслабиться и ни о чем не беспокоиться.

Гипотетическое поведение талассокнусов: два самца устроили поединок за власть над гаремом из самок. Рисунок © HodariNundu с сайта deviantart.com

Однако рано или поздно им всё равно приходилось возвращаться в воду — а вот там их уже поджидало множество опасностей. Вероятно, одним из основных источников пищи талассокнусов были заросли взморника, или морской травы вида Zostera tasmanica, что и сегодня растет у берегов Австралии. Это морское растение сейчас можно встретить на глубине от одного до четырех метров. Возможно, погружаясь, талассокнус цеплялся когтями за дно и использовал свои мускулистые губы, чтобы обрывать пищу и выдирать питательные корни. Во время кормежки, погруженный в колышущиеся зеленые заросли, талассокнус едва ли часто смотрел по сторонам — и это делало его уязвимым перед атаками более подвижных морских хищников. Из последних наибольшую опасность представляли гигантские акулы мегалодоны и так называемые «макрорапториальные кашалоты» (Macroraptorial sperm whales), огромные хищные киты, специализирующиеся на добывании крупных морских млекопитающих. В частности, для среднего размера талассокнусов могли представлять опасность четырехметровые акрофизетеры (Acrophyseter), а для более крупных — молодые особи левиафанов (Livyatan melvillei), гигантских — по разным оценкам, от 14 до 18 метров в длину! — хищников, вооруженных 36-сантиметровыми зубами.

Нападение пары акрофизетеров на пасущихся талассокнусов. Рисунок © А. Gennari из статьи O. Lambert et al., 2016. Macroraptorial sperm whales (Cetacea, Odontoceti, Physeteroidea) from the Miocene of Peru

Впрочем, на вымирание этой удивительной линии морских млекопитающих, скорее всего, повлияло не давление хищников, а климатические изменения, связанные с движением геологических плит: в конце плиоцена закрылся так называемый «центральноамериканский пролив» (Central American Seaway), в результате чего сформировался нынешний Панамский перешеек. Это изменило картину течений на тихоокеанском побережье Южной Америки и лишило талассокнусов их основного источника пищи — богатых подводных «лужаек», без которых эти ленивцы, уже окончательно приспособившиеся к питанию морской растительностью, просто вымерли от голода.

Изменилась и температура воды. В частности, в восточной части Тихого океана было отмечено похолодание, с которым млекопитающие обычно борются путем наращивания слоя термоизолирующего жира. Только, вот беда, толстая жировая прослойка и кормление на морском дне практически несовместимы, поскольку жир, как поплавок, выталкивает животное на поверхность водоема. Добавим к этому низкий уровень обмена веществ ленивцев, из-за которого они были чувствительнее к понижению температуры окружающей среды, и поймем, что, выбрав специализацию на питании исключительно придонными растениями, талассокнусы сами себя загнали в угол, выход из которого им уже было не найти.

Рисунок © Glyptodon-graphycus с сайта deviantart.com.

Анна Новиковская

https://elementy.ru/kartinka_dnya/1397/Morskoy_lenivets

Что палеонтологи могут сказать по одной кости динозавра?

Рис. 1. Реконструкция внешнего вида тамарро (Tamarro insperatus). Рисунок © Oscar Sanisidro с сайта icp.cat

Вплоть до начала XXI века о троодонтидах — семействе некрупных динозавров, живших в меловом периоде по всему Северному полушарию, — практически ничего не было известно, и лишь в последние годы начала бурно накапливаться новая информация об этих животных: были описаны находки целых скелетов с отпечатками оперения, яиц, эмбрионов и молодых особей. Источниками новых окаменелостей троодонтид долгое время являлись только Восточная Азия (из известных видов семейства более половины найдено в Китае и Монголии) и Северная Америка. Однако недавно вышла статья с описанием первого (и единственного) вида базальных троодонтид, обнаруженного в Западной Европе. Новый вид получил имя «тамарро неожиданный» (Tamarro insperatus). Помимо новых сведений об ареале троодонтид, он также предоставил удивительные данные о скорости роста птицеподобных динозавров.

Троодонтиды были сравнительно мелкими хищными динозаврами: самый крупный из них, троодон (Troodon formosus), был размером с эму, а самый маленький, мэй (Mei long), — с утку. В основном троодонтиды специализировались на добывании мелких животных — насекомых, птиц и млекопитающих. Во многих отношениях троодонтиды куда больше напоминали птиц (своих ближайших эволюционных родственников, но не прямых потомков) чем любые другие нептичьи динозавры (non-avian dinosaurs): у них был хорошо развитый мозг (по коэффициенту энцефализации некоторые троодонтиды были сравнимы с африканским страусом), крупные, смещенные вперед глазницы, обеспечивавшие динозавру бинокулярное зрение, и ассиметричные уши, напоминающие совиные, — благодаря им охотящийся ящер мог на слух локализовать даже очень маленькую добычу. Открытие тамарро только поддержало общую тенденцию, потому как выяснилось, что по темпам роста этот динозавр «обогнал» всех известных рептилий и вплотную приблизился к показателям, характерным для современных нелетающих птиц.

Рис. 2. Сравнение размеров наиболее известных троодонтид. Слева направо: Mei long, Sinovenator changii, Byronosaurus jaffei, Jinfengopteryx elegans, Sinornithoides youngi, Sinusonasus magnodens, Troodon formosus, Saurornithoides mongoliensis, Saurornithoides junior. Ближайший родственник тамарро — цзиньфэноптерикс, самый маленький динозавр с голубым оперением. Рисунок © Apsaravis с сайта deviantart.com

К сожалению, от всего динозавра сохранилась лишь одна-единственная окаменелость — вторая плюсневая кость правой задней лапы, обнаруженная в 2003 году в позднемеловых (возраст — около 66 млн лет) отложениях Испании. По ряду характерных анатомических особенностей — например, отсутствию дистального гинглимоидного сустава и небольшому отверстию на латеральной части подошвенного гребня — ученым удалось довольно точно установить, кому принадлежала эта кость, и составить представление о том, как выглядел ее владелец на основании данных о внешнем облике других троодонтид. Учитывая же, что до этого от европейских плотоядных динозавров в основном находили только изолированные зубы, тамарро сохранился довольно хорошо. Этим, кстати, и объясняется его необычное имя: в каталонских мифах тамарро — неуловимое горное животное, чем-то напоминающее французского даху, которое сложно найти и еще сложнее поймать.

Маленькая, длиной всего с человеческий палец косточка тамарро — пока что единственный «трофей», угодивший в руки палеонтологов, и Альберт Г. Селлес, возглавлявший коллектив описавших динозавра ученых, так прокомментировал это: «Одно из возможных объяснений может заключаться в том, что, как и у современных птиц, кости небольших динозавров-теропод были полыми, чтобы облегчить вес животного. Эта хрупкость затрудняет сохранение скелета животного в виде окаменелости».

Рис. 3. Голотип тамарро MCD-7073, вторая плюсневая кость правой задней лапы (слева) и ее анатомическое положение (справа, найденная часть выделена желтым). Рисунок с сайта icp.cat

На основе гистологического анализа среза кости тамарро ученые смогли сделать выводы о том, как это животное росло и развивалось. На момент смерти динозавр был еще молод и не достиг максимальных размеров, но уже был заметно крупнее большинства других троодонтид; предполагается, что во взрослом состоянии тамарро был около 2 метров в длину и весил порядка 20 килограммов — как взрослый обыкновенный нанду. Сравним тамарро с нелетающими птицами и по темпам роста: судя по обилию кровеносных сосудов в костной ткани и наличию единственной линии остановки роста (line of arrested growth, LAG) на самой периферии среза, уже в течение первого года жизни это животное достигло подростковой (subadult) стадии развитии, и на момент смерти не переставало бурно расти. Предположительно, зрелости этот динозавр достигал на второй год жизни; ранее схожие темпы роста были зафиксированы только у китайского троодонтида мэй (C. Gao et al., 2012. A Second Soundly Sleeping Dragon: New Anatomical Details of the Chinese Troodontid Mei long with Implications for Phylogeny and Taphonomy), тогда как родственный тамарро ляонинвенатор (Liaoningvenator curriei) достигал зрелости только к четырем годам (C. Shen et al., 2017. A New Troodontid Dinosaur (Liaoningvenator curriei gen. et sp. nov.) from the Early Cretaceous Yixian Formation of Western Liaoning Province, China), а сравнимый с тамарро по размерам североамериканский талос становился взрослым лишь к 6–9-летнему возрасту (L. Zanno et al., 2011. A New Troodontid Theropod, Talos sampsoni gen. et sp. nov., from the Upper Cretaceous Western Interior Basin of North America).

Рис. 4. Область исследования голотипа MCD-7073 и подкрашенный срез кости. Справа внизу зеленым отмечена ламинарная фиброламеллярная (laminar fibrolamellar) ткань, желтым — компактная шероховатая губчатая (compact coarse cancellous) ткань, розовым — пластинчатая губчатая кость (lamellar cancellous bone). Рисунок с сайта icp.cat

К сожалению, ученые пока не могут сказать, по какой причине этот маленький динозавр настолько быстро рос. В отличие от крупных растительноядных ящеров, которым стремительное взросление обеспечивало защиту от хищников (см. новость Малыши гигантских динозавров росли очень быстро, «Элементы», 28.04.2016), разница в размерах между детенышем и взрослой особью троодонтида не была настолько ошеломляюще велика, и продвинутые троодонтиды, такие как талос и троодон, взрослели медленно.

Возможно, ответ на эту загадку кроется в особенностях экосистемы, в которой обитали тамарро: до сих пор в отложениях самого конца мелового периода на территории Испании не было найдено крупных хищных динозавров (единственным возможным кандидатом на эту роль пока что остается бетазух (Betasuchus bredai), четырехметровый представитель группы Abelisauroidea, найденный в Нидерландах), а вот растительноядных видов уже насчитывается достаточно, чтобы возник закономерный вопрос, кто же на них охотился. В частности, всего в нескольких дюймах от кости тамарро лежали остатки парарабдодона, утконосого гадрозаврида, достигавшего в длину семи метров. Также из этой же экосистемы известны остатки длинношеих зауропод-титанозаврид и неопределенных крокодилов. Учитывая, что для североамериканского троодона не исключается охота на детенышей тринадцатиметровых эдмонтозавров (M. J. Ryan et al., 1998. Baby Hadrosaurid Material Associated with an Unusually High Abundance of Troodon Teeth from the Horseshoe Canyon Formation, Upper Cretaceous, Alberta, Canada), можно предположить, что двухметровый тамарро также мог быть одним из крупнейших и опаснейших хищников на Европейских островах.

Рис. 5. Темпы роста некоторых видов хищных динозавров в сравнении с тамарро и современной нелетающей птицей нанду. Подписи, сверху вниз: тамарро, нанду, читипати (два образца), овираптор (два образца), дейноних, троодон и неопределенный троодонтид. Рисунок из обсуждаемой статьи в Scientific Reports

Еще одной необычной особенностью тамарро является его филогенетическое положение на древе эволюции троодонтид. Согласно заключению описавшего тамарро коллектива палеонтологов, он принадлежал к подсемейству цзиньфэноптериксовых (Jinfengopteryginae), и его ближайшие родственники — это китайские троодонтиды, такие как сам цзиньфэноптерикс, филовенатор и ляонинвенатор. Все они были мелкими пернатыми хищники, размером не больше курицы, и жили задолго до появления тамарро. Присутствие представителя этого подсемейства в Западной Европе, за тысячи километров от места жительства его родственников, свидетельствует в пользу того, что в течение мелового периода животные из Восточной Азии постепенно мигрировали на запад, пока, наконец, не достигли Европейского архипелага. И произошло это, похоже, незадолго до мел-палеогенового вымирания, положившего конец эпохе динозавров: судя по датировке найденной кости тамарро, ее обладатель жил всего за 200 тысяч лет до этого катаклизма.

Источник: A. G. Sellés, B. Vila, S. L. Brusatte, P. J. Currie, À. Galobart. A fast-growing basal troodontid (Dinosauria: Theropoda) from the latest Cretaceous of Europe // Scientific Reports. 2021. DOI: 10.1038/s41598-021-83745-5.

Анна Новиковская
https://elementy.ru/novosti_nauki/433782/Tamarro_iz_semeystv...

Перед вами реконструкция внешнего вида камагоргона (Kamagorgon ulanovi) — своеобразного пермского четвероногого, одного из наиболее ранних представителей терапсид. Жили камагоргоны на территории Европейской части России около 268 миллионов лет назад, в самом начале среднепермской эпохи, и были лишь «первой ласточкой» глобальной смены фаун, когда вместо примитивных пеликозавров ранней перми доминирующие места в наземных экосистемах начали занимать различные терапсиды, как растительноядные, так и хищные.

Камагоргон, вне всяких сомнений, относился к последним: это был настоящий «тигр» своего времени, крупнейший хищник в регионе. Его остатки — обломок черепа, обнаруженный в песчаниках Удмуртии, — были описаны в 1999 году выдающимся советским и российским палеонтологом Леонидом Петровичем Татариновым, который и дал ему имя Kamagorgon ulanovi — в честь местного геолога Е. И. Уланова и реки Камы, на берегу которой геолог нашел этот оболомок черепа. К слову, вторая часть родового названия — «горгон», в честь Медузы Горгоны, — оказалась в своем роде пророческой: хотя сам Татаринов изначально причислил камагоргона к ближайшим родственникам биармозуха (см. картинку дня Биармозух и очёрская фауна), относящегося к примитивным диноцефалам, в 2001 году Михаил Феодосьевич Ивахненко причислил камагоргона к фтинозухиям (Phtinosuchia), которые в настоящее время считаются самыми первыми представителями горгонопсов, саблезубых терапсид, из которых наиболее известна гигантская иностранцевия (см. картинку дня Саблезубый звероящер).

Кстати, если говорить о размерах, то камагоргон в этом отношении несильно уступал своей знаменитой дальней родственнице: длина его черепа оценивается в 40–45 сантиметров, а общая длина тела могла достигать трех с половиной метров — матерый «зверь» был размером с современного тигра. При взгляде на череп камагоргона в первую очередь, конечно же, привлекают внимание его зубы — все как на подбор массивные, с зазубренными режущими кромками. Однако внимательный взгляд обязательно зацепится за своеобразные ямки, расположенные над верхними клыками. Ямки эти не уникальны для камагоргона — в той или иной степени они развиты у многих (если не всех) терапсид, хотя их подлинное назначение пока что остается неясным. У высших представителей этой группы — цинодонтов и тероцефалов — подобные ямки с хорошо развитыми отпечатками сосудов обычно связываются с вибриссами, однако их наличие у более примитивных терапсид остается под вопросом.

Реконструкция черепа (а) и внешнего вида камагоргона (б). Рисунок из книги М. Ф. Ивахненко, 2001. Тетраподы Восточно-Европейского плакката — позднепалеозойского территориально-природного комплекса

Исследовав сохранившиеся отпечатки кожи другого терапсида, эстемменозуха (см. картинку дня Коронованный «крокодил»), палеонтологи обнаружили небольшие кальцинированные линзочки, ассоциированные с этими ямками. Возможно, это окаменевшие остатки неких кожных желез, быть может запаховых, секретом которых животные оставляли метки на различных объектах, потираясь о них мордой. Также не исключено, что на самом деле такие железы густо покрывали всё тело примитивных терапсид (хотя их отпечатки сохранились только в тех местах, где кожа плотно прилегала к костям) и выделяли некое вещество, покрывавшее тонкую кожу и защищавшее ее от высыхания. В таком случае возникновение волос, действующих наподобие минизондов, может быть связано с необходимостью повысить чувствительность «защищенной» кожи. В конце концов это привело к формированию сплошного шерстяного покрова, после чего потребность в таком количестве желез сама собой отпала — ведь шерсть тоже неплохо способствует уменьшению испарения влаги.

Едва ли, конечно, сам камагоргон был таким уж «лохматым» — всё же это довольно примитивное животное, жившее во влажном и относительно теплом климате, на обширной низменности, которую регулярно затапливало солеными водами подступающего Казанского моря. Камагоргон был представителем так называемой «голюшерминской фауны» — по названию урочища Голюшерма в Удмуртии, которую рассматривают в качестве подкомплекса более поздней очёрской фауны. Водные животные тех времен — различные амфибии и некоторые рыбы — известны очень хорошо, по целым черепам и даже скелетам, а вот от наземных животных нам остались лишь какие-то обломки, из-за чего палеонтологам непросто понять, на кого же именно охотился «тигр» в прибрежных зарослях. Знаменитые эстемменозухи Очёра в то время еще не появились, а о том, как выглядели их ближайшие голюшерминские родственники — парабрадизавры (Parabradysaurus), нам остается только гадать, ибо от обоих найденных видов (из Удмуртии и республики Коми) сохранились лишь фрагменты нижней челюсти.

Реконструкция конфликта двух камагоргонов из-за туши мертвого парабрадизавра. Рисунок © Артем Лоскот из книги Анна Новиковская, 2019. До начала зверей

Столь явная тафономическая «несправедливость», вероятно, объясняется тем, что при жизни парабрадизавры и камагоргоны обитали вдалеке от побережья — и это при том, что все окаменелости голюшерминской фауны известны нам из морских отложений, куда трупы животных выносились речным течением. В такой ситуации шансов окаменеть у камагоргона было не больше, чем у туши карликового шимпанзе бонобо — эндемика центральноафриканской Демократической Республики Конго — попасть в Атлантический океан. И то, что в руки ученых угодил хотя бы один разрушенный череп, — уже большая палеонтологическая удача. Возможно, дальнейшие раскопки и случайные находки еще прольют свет на тайны голюшерминской фауны, самой древней из терапсидных фаун России, — или же она навечно останется затянутой туманом неизвестности, неясным театром теней на склонах древних речных оврагов...

https://elementy.ru/kartinka_dnya/1314/Udmurtskiy_tigr