Ученые выяснили, почему у плотоядных динозавров развились крошечные конечности

Фото из открытых источников

Согласно новому исследованию ученых из Университетского колледжа Лондона (UCL) и Кембриджа, эволюция крошечных передних конечностей у нескольких групп плотоядных динозавров, вероятно, была обусловлена развитием сильных, мощных голов, которые использовались для нападения на добычу.  

Исследование, опубликованное в журнале Proceedings of the Royal Society B, проанализировало данные по 82 видам тероподов (двуногих, в основном плотоядных динозавров) и обнаружило, что укорочение передних конечностей наблюдалось в пяти группах, включая тираннозавридов, семейство, к которому относился тираннозавр рекс.

Команда, в которую входят Элизабет Стил из Кембриджа и профессор Пол Апчерч из UCL, обнаружила, что меньшие размеры передних конечностей были тесно связаны с развитием больших, мощных черепов и челюстей, а не с увеличением общего размера тела, что указывает на то, что крошечные передние конечности не были просто побочным продуктом увеличения размеров тела.

Исследователи предположили, что увеличение размеров добычи в виде гигантских зауроподов (длинношеих, длиннохвостых травоядных) и других крупных травоядных могло привести к переходу на охоту с использованием челюстей и головы вместо когтей.

«Всем известно, что у тираннозавра были крошечные передние конечности, но у других гигантских тероподных динозавров также развились относительно небольшие передние конечности», — сказал ведущий автор исследования Чарли Роджер Шерер из Университетского колледжа Лондона. «У карнотавра были невероятно крошечные передние конечности, меньше, чем у тираннозавра. Мы попытались понять, что движет этим изменением, и обнаружили сильную взаимосвязь между короткими передними конечностями и большими, мощными головами. Голова вытеснила передние конечности в качестве метода атаки. Это случай «используй или потеряешь» — передние конечности перестают быть полезными и со временем уменьшаются в размерах».

Эти адаптации часто встречались в районах обитания гигантской добычи. Пытаться схватить и удержать 30-метрового зауропода когтями — не лучший вариант. Атака и удержание челюстями могли быть более эффективными.

«Хотя наше исследование выявляет корреляции и поэтому не может установить причинно-следственную связь, весьма вероятно, что прочные черепа появились раньше, чем укороченные передние конечности. С эволюционной точки зрения было бы нелогично, чтобы все происходило наоборот, и чтобы эти хищники отказывались от своего механизма атаки без запасного варианта», - объясняют авторы. 

Для исследования ученые разработали новый способ количественной оценки прочности черепа, основанный на таких факторах, как плотность соединения костей головы, размеры черепа (более компактная форма прочнее, чем вытянутая) и сила укуса.

По этому показателю тираннозавр получил наивысший балл, за ним следует тираннозавр, теропод, почти такой же массивный, как тираннозавр, который жил на территории современной Аргентины в раннем меловом периоде (более чем на 30 миллионов лет раньше тираннозавра).

Команда исследователей заявила, что всё более гигантская добыча, возможно, привела к «эволюционной гонке вооружений», в ходе которой тероподы развили прочные черепа и челюсти, чтобы лучше справляться с этой добычей, и во многих случаях сами достигли гигантских размеров.

Отдельно команда сравнила длину передних конечностей с длиной черепа, классифицировав пять групп динозавров как имеющих редуцированные передние конечности: тираннозавриды, абелизавриды, кархародонтозавриды (включая тираннотитана), мегалозавриды и цератозавриды.

Они обнаружили, что редуцированные передние конечности имеют более сильную связь с прочностью черепа, чем с размером черепа или общим размером тела. Второстепенное значение общего размера тела было проиллюстрировано тем фактом, что некоторые тероподы с прочно сложенными головами и крошечными руками были не очень крупными, заявили исследователи, приведя в пример маджунгазавра, высшего хищника Мадагаскара 70 миллионов лет назад, который весил всего 1,6 тонны, что составляет примерно пятую часть веса тираннозавра.

Исследователи отметили, что передние конечности, по-видимому, уменьшались в размерах по-разному: кисти и нижняя часть предплечья (ниже локтя) укорачивались сильнее всего у абелизавридов (у поздних абелизавридов, таких как маджунгазавр, кисти были исключительно маленькими). У тираннозавридов, напротив, каждый элемент передней конечности уменьшался с одинаковой скоростью.

Команда пришла к выводу, что тот же результат (крошечные передние конечности), вероятно, был достигнут за счет потенциально разных путей развития у разных видов.