Исследование показывает, что причудливая работа ног тираннозавра обусловлена особыми связками

Как тираннозавр рекс добывал себе пищу? Глядя на окаменелый череп тираннозавра, ответ может показаться очевидным: чудовищные челюсти и острые зубы, способные нанести многотонную силу укуса. Но тираннозавры делали больше, чем просто использовали свои головы, чтобы поймать добычу, по словам группы исследователей, включая палеонтолога позвоночных из Университета Мэриленда Томаса Р. Хольца-младшего. Их исследование, опубликованное на этой неделе в Vertebrate Anatomy Morphology Palaeontology, показало, что у тираннозавров были уникальные связки, которые перегрузили их ноги, что позволило им быстро перемещаться на огромные расстояния.

«Людей уже давно привлекает ужасная сила и смехотворно маленькие руки тираннозавра рекса и его сородичей, но ноги — и особенно ступни — динозавров-тиранов также были узкоспециализированными», — сказал Хольц. «Это новое исследование помогает показать, что даже на микроскопическом уровне тираннозавры были приспособлены как для бега на длинные дистанции, так и для быстрого ускорения».

В пропорциональном отношении у тираннозавров были более длинные ноги, чем у любого другого крупного плотоядного динозавра, но уникальность их ног не ограничивалась их длинным шагом. Большая средняя кость их стопы имеет треугольную форму, если смотреть спереди или в поперечном сечении, и сужается к узкой лодыжке - особенность, которую Хольц назвал «arctometatarsus» в 1990-х годах.

Предыдущие исследования Хольца, Эрика Снайвли из Университета штата Оклахома и других исследователей показали, что длинная дуга плюсневой кости обеспечивает относительно быстрое передвижение вперед, но причина такой необычной формы оставалась загадкой.

Новое исследование Хольца, Снайвли и их соавторов проверило гипотезу о том, что большие связки укрепляли подошвы ног тираннозавров возле пальцев ног таким образом, который был бы уникальным среди крупных динозавров и не присутствовал ни у одного современного животного.

Исследователь из Университета Калгари Энтони Рассел продемонстрировал для исследования, что натяжение связок и сухожилий может вызывать выдавливание костей тираннозавров, оставляя после себя грубые волнистые поверхности на костях. Снайв идентифицировал шероховатую поверхность в окаменелостях тираннозавра, но оставалось возможным, что неокаменелый хрящ или быстрый рост могут быть причиной пересеченной местности.

Ведущий автор Лара Серринг поняла, что исследователи могут проверить связки, направив сканирующий электронный микроскоп (СЭМ) на шероховатые поверхности, где кости соприкасаются у тираннозавра горгозавра. Затем авторы извлекли тонкие полупрозрачные срезы плюсневых костей тираннозавра и «контрольного» динозавра, небольшого хищника целофиза.

СЭМ выявила ямки на шероховатой поверхности костей, которые соответствуют плотным прикреплениям связок у современных животных. Внутренняя структура кости тираннозавра показала минерализованные связки, которые закрепляли сухожилия внутри кости. У целофиза не было таких сильных прикреплений.

Исследователи обнаружили еще больше связок, связывающих стопу как снаружи, так и внутри. Методы авторов также позволили им тщательно проверить наличие мягких тканей у ископаемых животных, таких как тираннозавры. Мягкие ткани, такие как связки и сухожилия, имеют решающее значение для функционирования скелета, но они редко сохраняются в окаменелостях. Обнаружение доказательств наличия этих тканей помогает понять, как эти древние животные действовали как живые существа.

«С внешней и внутренней микроскопией, обнаруживающей его выцветшие мягкие ткани, один маленький шаг для тираннозавра превращается в скромный скачок для понимания яркого прошлого», — сказал Снайвли.

Помимо ответа на давний вопрос, особенности строения ног тираннозавра также имеют значение для здоровья человека. Сегодня люди являются одними из лучших бегунов и бегунов на длинные дистанции среди всех животных, но травмы связок и сухожилий являются обычным явлением, составляющим примерно 30-50% спортивных травм.

Чрезмерное напряжение может привести к растяжению сухожилий и связок, поэтому понимание того, как эти структуры прикрепляются к костям — даже у вымерших животных, таких как динозавры, — может помочь людям избежать таких травм.

«Мы надеемся, что изучение того, как тираннозавры приспосабливались к скелету, чтобы оставаться функциональными в пределах размеров животных, в конечном итоге поможет нам оценить и улучшить человеческие скелеты после травм или старения», — сказал Сурринг. «Это исследование — еще один шаг в этом направлении».