Палеонтологи (и особо любопытные школьники) с давних пор задаются вопросом – почему гигантские четвероногие динозавры-зауроподы стали такими большими, и как, собственно, у них это получилось. Новый ключ к разгадке тайны зауропод подобрали американские ученые.
Они обратили внимание на необычное строение позвонков, разные части которых соединяются между собой не по прямой линии, как у нормальных животных и человека, а зигзагом. Такая схема улучшает сцепление между отдельными элементами позвонка и повышает прочность всей конструкции, заключили палеонтологи >>
Spinophorosaurus. Реконструкция: Masato Hattori
Длинношеие и длиннохвостые зауроподы считаются самыми крупными в истории наземными существами. Длина некоторых из них достигала 50 метров, а масса, по приблизительным подсчетам – 77 тонн. Даже просто шеи некоторых представителей этой группы древних ящеров вырастали до 15 метров. Очевидно, что скелет зауропод, выступающий силовым каркасом столь развесистой конструкции, должен был иметь многочисленные адаптации к возникавшим экстремальным нагрузкам.
За время развития палеонтологии ученые обнаружили несколько таких приспособлений, помогавших зауроподам избегать тяжелых травм. Это, например, прямые колоннообразные ноги и достаточно пневматизированные кости. Чтобы узнать еще больше о том, как зауроподы выдерживали собственный вес, Джон Фронимос (John Fronimos) из Мичиганского университета занялся изучением окаменелостей Spinophorosaurus nigerensis – огромного зауропода, позвонки которого достигали размеров полуметра. Рассматривая остатки ящера в одном из испанских музеев, Фронимос наткнулся на кое-что необычное – глубокие зигзагообразные линии в тех местах, где верхняя половина позвонка соединялась с нижней.
Стоит напомнить, что у млекопитающих и динозавров каждый позвонок состоит из двух частей – основной, цилиндрической формы, называемой центрум, и дополнительной, изогнутой в форме арки и называемой соответственно нейронной аркой. Обе эти части окружают спинной мозг, защищая его от повреждений, и с возрастом сливаются в единое целое. Однако прежде, чем это произойдет, место контакта центрума с аркой образует хрящ, создающий новые костные клетки.
У человека позвонки начинают окостеневать примерно в возрасте 6-7 лет, но у зауропод это происходило не раньше достижения 20-летия, когда животное достигало практически взрослого возраста и размера. Такая ситуация таила в себе большую проблему, говорит доктор Фронимос. Места, позволявшие костям расти, были непрочными, и легко могли пострадать от внезапной травмы или продолжительного давления, вызванного необходимостью поддерживать на весу такие грандиозные конструкции, какими были хвосты и шеи зауропод. Но если вместо стандартных плоских поверхностей контакта центрума с аркой использовать зигзагообразные, негативных последствий можно избежать.
Во-первых, разные части одного позвонка будут лучше сцепляться друг с другом. Здесь работает тот же принцип, что используется в рифленой подошве кроссовок. «Протекторы увеличивают площадь поверхности контакта между костями, – отмечает Фронимос. – А во-вторых, это означает, что одно и то же усилие распределяется по большей площади, уменьшая давление в любой точке».
Самые сложные и извилистые швы палеонтологи обнаружили в позвонках, располагавшихся в районе плечей, а по мере приближения к голове зигзаги центрум-арочного контакта становились все менее выраженными. Это потому, поясняют ученые, что чем дальше от головы, тем больший вес должен выдерживать каждый следующий позвонок, на который опираются все предыдущие. «Давление будет нарастать, пока вы не достигнете плеч, на которые ложится вся тяжесть шеи», – указал исследователь.
Теперь Фронимос намерен поискать аналогичные зигзаги в позвоночниках других динозавров. Хотя зауроподы были самыми крупными, но и более мелкие виды, такие как тираннозавры, могли весить до девяти тонн. Если они также использовали аналогичные «протекторы», говорит палеонтолог, то это поможет ученым «более точно интерпретировать жизнь этих животных, и давление, которому подвергались их тела».
Статья Neurocentral suture complexity and stress distribution in the vertebral column of a sauropod dinosaur опубликована в журнале Ameghiniana
Doi:10.5710/AMGH.05.09.2016.3009
