два мозга у динозавра
Второй мозг у динозавров
Был ли Второй мозг у динозавров?
Есть одна гипотеза о наличии двух видов мозга у некоторых видов динозавров — это обычный головной мозг и так называемый «задний» мозг, расположенный в районе таза животного. Предположительно, двойной мозг мог быть у зауроподов и стегозавров. Самым ярким представителем этой особенности называют диплодока-гиганта, который был вооружен бронированными треугольными пластинами.
На самом деле, никто и никогда не видел ни живого динозавра, ни его мозга, то ли переднего, то ли заднего. В арсенале у палеонтологов только окаменевшие скелеты или же их части. Всё же, что навело на мысль о заднем мозге?
Существует ещё одна теория о втором мозге у древнего ящера, но в ней автор второй мозг помещает в живот особи. Вопрос — для чего? Ответ: животное — огромное, сигнал от мозга к хвосту идёт не так быстро, а спасаться надо. Рудиментарные руки — лапы уже не помогают в экстремальной ситуации, значит, животное приспосабливается и создаётся орган, позволяющий управлять хвостовой частью тела. Сделаем вывод — наличие в животе нейромедиаторов вполне могло быть в действительности.
Как выглядел мозг динозавров? Создана самая полная реконструкция
В 2009 году на территории Бразилии были найдены останки небольшого динозавра, известного как Buriolestes schultzi. Это один из самых древних динозавров в мире. По расчетам ученых, найденному скелету около 233 миллионов лет. Останки оказались интересны тем, что отлично сохранились — особенно череп, который очень важен для изучения древних существ. Рассмотрев внутреннюю структуру головы, ученые могут выяснить, как выглядели мозги динозавров. А на основе строение головного мозга они способны выявить особенности их поведения. Благодаря черепу древнего существа им действительно удалось узнать много интересного о динозаврах. Но как можно создать модель головного мозга, имея при себе только череп животного? Давайте разбираться.
Знакомьтесь, это — Buriolestes schultzi. Именно его мозг удалось воссоздать ученым
Мозги динозавров
Об открытии бразильских ученых было рассказано в научном издании Journal of Anatomy. На данный момент палеонтологам удалось открыть более 1000 родов различных динозавров. К каждому роду могут относиться тысячи видов динозавров, поэтому можно сказать, что ученым о древних существах известно очень многое. Им известен рост этих созданий, их диета и многие другие особенности. Но как себя вели динозавры ученые пока ответить затрудняются. Разумеется, хищники были агрессивными, а травоядные виды — как можно более осторожными. Но ведь у каждого вида должны были быть и индивидуальные черты характера. Например, кто-то охотился на добычу при помощи нюха, а некоторые полагались исключительно на свое зрение. Чтобы выявить особенности поведения динозавров, ученым нужно изучать строение их мозга.
Динозавры Buriolestes schultzi в представлении художника
Как воссоздать мозг динозавра?
Создать реконструкцию мозга динозавра Buriolestes schultzi оказалось не так уж и сложно. Рельеф на внутренней стороне черепной коробки называется эндокраном. Как правило, на нем отпечатывается большая часть структуры головного мозга. Речь идет о крупных бороздах и извилинах. Иногда на ней даже остаются следы кровеносных сосудов. Исследователи из Бразилии взяли череп динозавра и залили его чем-то вроде гипса — точный состав материала не указывается. Когда раствор высох и затвердел, ученые выяснили, что размер мозга найденного динозавра был с горошину. А масса мозга не превышала 1,5 грамма.
Форма головного мозга оказалась примитивной. Ученые выделили в мозге динозавра 6 частей:
У динозавра был выявлен очень развитый мозжечок, что означает, что он был ловким и мог ловить добычу в движении. Но вот обонятельная луковица и тракт очень малы, поэтому древнее создание во время охоты вряд ли могло полагаться на свой нюх. Скорее всего, для обнаружения добычи динозавр полагался на свое зрение, которое явно было неплохим. Впрочем, некоторые ученые уверены, что Buriolestes schultzi был травоядным динозавром. Но это не отменяет того, что он искал пищу полагаясь на свое зрение — по запаху обнаружить съедобные растения он вряд ли мог.
Развитие мозга
Динозавр Buriolestes schultzi жил очень давно и был предком гигантских зауроподов. В ходе эволюции чувство обоняние у них заметно улучшилось. Ученые считают, что это было связано с необходимостью издалека замечать приближение хищников. При этом маленький Buriolestes schultzi был явно умнее своих огромных потомков. Это тоже удивительное открытие, так как обычно в ходе эволюции животные становятся умнее.
Зауроподы — те самые крупные растительноядные динозавры
Если вам интересны новости науки и технологий, подпишитесь на наш канал в Яндекс.Дзен. Там вы найдете материалы, которые не были опубликованы на сайте!
Если вы интересуетесь динозаврами и вы начали изучать их с раннего детства, рекомендую вам почитать этот материал. На самом деле, в детстве очень многие люди интересуются древними существами и знают о них гораздо больше, чем взрослые. И в том, что динозавры особенно сильно интересны нам в детском возрасте, нет ничего удивительного. Просто детям свойственно желать быть экспертами хоть в чем-нибудь и динозавры — очень интересная для изучения тема.
Диплодок – ящер с двумя мозгами. Стегозавр. Аллозавр. Брахиозавр
Влажный теплый воздух полон болотных испарений и кишит насекомыми. Здесь, под сводами пышных, увитых лианами крон деревьев, царит вечный сумрак. Гинкговые деревья, саговниковые пальмы, кипарисы и папоротники обступили большое болото. На топком его берегу деревья стоят реже. Лучи солнца отражаются в воде и высвечивают чьи-то большие и глубокие следы в прибрежном иле.
В лесу слышится треск. Валятся саговники и кипарисы. Кто-то приближается к воде. Вот из-за дерева показалась голова, маленькая и добродушная. За головой тянется шея. Ей будто конца нет. Выше самого высокого дерева, заслоняя все вокруг, к воде движется живая гора. Голова животного уже почти не видна с берега, а передние ноги только коснулись воды. Медленно, очень медленно погружается гигантское тело, за ним тянется хвост, который кажется еще длиннее шеи.
ДИПЛОДОК, ЧТО ЗНАЧИТ «ДВУДУМ»
Палеонтологи назвали этого ящеротазового динозавра диплодоком потому, что в конце спины, в крестцовом отделе, у него был второй мозг. Очень заманчиво было бы предположить, что этот мозг «командовал» хвостом, тем более что он был даже больше головного. Кстати, головной мозг диплодока весил меньше мозга котенка.
Зубы диплодока торчали только в передней части рта в виде тупых цилиндрических шпеньков и годились разве что на срывание мягких растений.
Целыми днями бродил диплодок по болотам, нежился в теплой воде и ел, ел без конца. Его маленькая голова на змеиной шее то тянулась к высоким кронам деревьев, то погружалась глубоко в воду. Очень нелегко прокормить такое большущее тело! Ведь весил диплодок около тридцати тонн. Взрослому человеку нужно сделать не менее сорока шагов, чтобы пройти вдоль его скелета в музее от головы до кончика хвоста. Когда-то предки диплодока ходили на двух ногах, но потом тяжесть тела ящеров так возросла, что им пришлось опуститься на передние ноги, и тела их как бы опрокинулись вперед. Уж очень короткими оказались передние ноги по сравнению с задними!
А диплодок тем временем совсем погрузился в воду, и только голова его, как перископ, торчала высоко над поверхностью да маленькие глаза внимательно смотрели в сторону берега, где с возрастающей силой слышались шум, чавканье и скрежет. Это продирался сквозь прибрежную растительность стегозавр.
СТЕГОЗАВР — «ПОКРЫТЫЙ ЯЩЕР»
Маленькая плоская голова ящера грызет, грызет без конца. Неуклюжее четвероногое тело с громадным животом больше слоновьего. Спина украшена двумя рядами костяных пластин, похожих на богатырские щиты древнерусских воинов. На конце длинного хвоста четыре острых шипа.
Весил этот ящер раз в сто больше самого крупного человека. А мозг его был не больше кошачьего. Как и у диплодока, второй его мозг был в крестце.
Стегозавр — птицетазовый динозавр, предки которого тоже ходили на двух ногах. То, что четвероногость у стегозавра явление вторичное, подтверждают и его короткие, по сравнению с задними, передние ноги, отчего зад его оказывается выше головы. Четвероногость понадобилась стегозаврам, чтобы удобнее было защищаться от хищников, которые могли напасть только сверху. Как мы увидим, мера эта оказалась для стегозавра весьма эффективной.
С хрустом перегрызает стегозавр стебли и листья, не обращая внимания на шипы и колючки.
Его зубы не приспособлены для нережевывания пищи, и он глотает ее совсем так, как в наши дни заглатывает капустный лист черепаха.
Медлительный травоядный ящер занят только насыщением, и ему нет никакого дела до того, что творится вокруг. А между тем из-за деревьев выскочил такой же большой, как стегозавр, но совсем не мирный ящер на двух ногах.
АЛЛОЗАВР — «ЧУЖОЙ ЯЩЕР»
Это аллозавр — хищный ящеротазовый динозавр. Его передние лапы гораздо меньше задних, но все-таки еще длинные и крепкие. Хищник шумно дышит и озирается по сторонам. Но он безнадежно опоздал. Диплодок уже давно в полной безопасности, а стегозавр на минуту перестал грызть и зашипел, совсем так, как в наши дни шипит кошка на щенка, внезапно подскочившего к ее миске с молоком. Грозно заскрежетали щиты-пластины на спине. Дрогнул шипастын хвост. Поди-ка тронь такого!
И десятиметровый гигант, который в наши дни справился бы со слоном, отступил. Лязгнули мощные кинжалы зубов в огромной, как пещера, пасти. Резкий клекот полетел над болотом.
И над вершинами деревьев растревоженного леса вдруг поднялась еще одна голова. Маленькая и любопытная.
Это потревоженный брахиозавр — дальний родственник диплодока — наблюдал поражение аллозавра. Брахиозавр метров на шесть короче диплодока, главным образом за счет длины хвоста.
А передние его ноги гораздо длиннее задних. Совсем жирафья фигура! Только необыкновенно высокая и массивная. И хотя брюхо брахиозавра почти волочилось по земле, он, как современный жираф, срывал листья с крон деревьев.
Конечно, такому гиганту некого было бояться: аллозавр не решился бы напасть на него.
Мнение палеонтолога: два мозга динозавров?
Это мнение настолько укоренилось, что даже в обиходе слово «динозавр» стало синонимом древности и тупости. Однако в отношении многих видов этих животных такая оценка несправедлива: достаточно вспомнить проворство и ловкость небольших хищных динозавров или общительность утконосых ящеров.
У хищного динозавра заурорнитоида (Saurornithoides) мозг был довольно большим, почти таким же, как у млекопитающих или птиц.
Выемки мозговых полостей черепа свидетельствуют о том, что участки мозга, отвечающие за зрение, обоняние или сложные виды движения, такие как балансирование, осязательные и хватательные функции, были достаточно хорошо выражены и достигали больших размеров.
Судя по форме мозговой полости черепа, хорошим зрением, слухом и обонянием отличались и утконосые динозавры. Именно эти чувства были особенно необходимы растительноядным ящерам, не имеющим панциря, чтобы своевременно распознавать врага.
Самый маленький мозг по сравнению с размерами тела был у панцирных и колючих динозавров. Стегозавр размером со слона имел мозг всего с грецкий орех! Неужели этого было достаточно? Однако, у него в бедренной области позвоночника находилась еще одна, более крупная полость для нервного центра.
Может быть, это утолщение спинного мозга представляло собой второй мозг, как утверждают отдельные исследователи? Конечно же, нет. Это был лишь обычный центр управления нервными путями задней части тела и хвоста. У большинства позвоночных животных с длинными хвостами спинной мозг имеет в этом месте заметное утолщение. А у стегозавров хвост был не просто огромным, длиннее всего тела, но еще и выполнял жизненно важную функцию — служил орудием зашиты.
Чтобы при целенаправленном ударе можно было точно управлять всеми мускулами хвоста, нужна была достаточно развитая нервная система в начале хвоста.
Однако настоящим мозгом является лишь тот, что заключен в черепе. И видимо, динозавру, безмятежно пасущемуся под защитой своих грозных шипов, такого мозга было вполне достаточно, ведь колючие динозавры просуществовали многие миллионы лет.
Сравнительная физиология динозавров и птиц. Популярно о малоизвестном. Часть 1 «Кости титанов»
В одном из моих предыдущих обзоров, вы ознакомились с хронологией крупнейших геологических и космических катастроф в истории нашей планеты. Последний из 5 крупнейших «апокалипсисов», предположительно поставил точку на более чем 150 миллионах лет существования «царей» фауны мезозойской эры — динозаврах. Впрочем «ужасные ящеры» все же оставили после себя палеонтологические «следы», позволяющие нам подробно ознакомиться с нелегкой жизнью этих рептилий.
В нескольких частях этого объемного обзора, я попытаюсь изложить вам малоизвестные подробности о физиологии и жизнедеятельности древних гигантских (и не очень) «ужасных» рептилий. Ниже в общих чертах будет описана сравнительная характеристика скелета, интеллекта и генетики динозавров с таковыми у их современных потомков — птиц, и родственных им крокодилов.
В целом фиксируется огромное различие в строении скелета современных птиц и динозавров, объясняется это 160 миллионами лет адаптации определенной группы манирапторов к активному полету, вызвавшее кардинальную «перестройку» скелета и физиологии птиц. Нечто подобное наблюдается и у млекопитающих при сравнении копытных животных и их морских родственников (китообразных).
Подобное обретение существенных различий в морфологии родственных животных при их адаптации к разным экологическим нишам в науке именуется дивергенцией.
Манирапторы являются большой группой динозавров, включающих в себя как современных птиц, так и их близких родственников — дейнонихозавров (небольшие хищники с «ужасным когтем»). Сами дейнонихозавры делились на троодонтид (по названию самого известного рода — троодона, жившего в конце эпохи динозавров), и дромеозавров (напр. бамбираптор и дейноних). В свою очередь манирапторы, вместе с тиранозавридами и орнитомимозаврами («имитаторами птиц»), входили в еще более многочисленную группу тираннорапторов. Последние вместе с комсогнатами (мелкие хищные тероподы) образовывали самую многочисленную группу теропод — целлурозавров.
Наиболее изученные представители семейства дейнонихозавров, перьевой покров предполагается по следам «перьевых» ячеек сохранившихся на крылоподобных кистях велоцираптора и дейнониха
Однако целлурозавры не охватывают всех известных хищников теропод. В юрском (и раннем меловом) периоде доминировали в основном карнозавры, которые разошлись (генетически) с целлурозаврами ок. 170 млн лет назад, и с которыми входят в гигантский инфраотряд тетануров. Из наиболее значимых карнозавров следует отметить кархарадонтозавра, гиганотозаврва и аллозаврид. Спинозавр, крупнейший хищный теропод эры динозавров, тоже входил в группу титануров, но как представитель отдельного от целлурозавров отряда спинозаврид.
Относительные размеры крупнейших хищных теропод
Кроме тетануров известны и другие группы хищников. Один из главных «злодеев» видео игры «Турок» — карнотавр, относился к инфраотряду цератозаврид, относительно примитивных небольших хищных динозавров.
Антонимом дивергенции является конвергенция — процесс обретения схожих морфологических черт разными группами животных, при их адаптации к схожим условиям жизнедеятельности. Наглядный пример конвергенции на примере (слева на право) земноводной афанераммы, пресмыкающегося крокодила и млекопитающего амбулоцета (предка китообразных)
В общих чертах морфология динозавров представляла из себя нечто среднее между архаичными чертами пресмыкающихся (строение костей, генетика и метаболизм) и прогрессивными чертами птиц и млекопитающих (прямохождение, перьевой покров, строение челюстного аппарата травоядных динозавров). Доминирование тех или иных (прогрессивных или архаичных) черт скорее всего сильно варьировалось у разных отрядов и даже семейств динозавров.
Всех динозавров делят на две основные группы — ящеротазовых и птицетазовых:
• У двуногих ящеротазовых динозавров — теропод (схема ниже) центр тяжести располагался на линии таза, тяжелый хвост уравновешивал массивную голову животного. Лобковая (красный цвет) и седалищная (зеленый) кости таза располагались перпендикулярно к позвоночнику вдоль задних конечностей животного. Синим цветом выделена подвздошная кость, на которую крепятся мышцы бедра (в т.ч. и у человека).
Тираннозавр рекс, типичный ящеротазовый хищный теропод, родственный птицам по группе целлурозавров
• Тазобедренный сустав основной части «четвероногих» растительноядных динозавров значительно отличался от такового у теропод. В частности лобковая и седалищная кость были расположены позади таза животных параллельно друг другу (аналогично птицам, так называемые «птицетазовые динозавры»). Впрочем, такое разделение на «двуногих» и «четвероногих» весьма условно, так четвероногие зауроподы имели схожий с тероподами тазобедренный сустав, а многие птицетазовые динозавры активно практиковали передвижение на задних конечностях.
Птицетазовый динозавр семейства гадрозавров («утконосые» динозавры)
Зауропод из рода брахиозавров, можно отметить его принадлежность к ящеротазовым динозаврам, несмотря на передвижение на четырех конечностях
Тазобедренный сустав птиц значительно менее мобилен, лобковая и седалищная кости направлены назад и сращены друг с другом и нередко, с задней частью таза и хвостовых позвонков, образуя сложный крестец. Хвост птиц сильно редуцирован в пигостиль (который имелся и у некоторых овираптозавров), позвоночник малоподвижен. Ребра птиц имеют крючковатые отростки, позволяющие грудному отделу животного не двигаться при полете. На концах ребер большинства птиц крепится грудина и киль, на которые в свою очередь крепятся сильные маховые мышцы крыльев. Ребра и позвоночник динозавров были более мобильными чем у птиц, киля они так же не имели (впрочем, нет его и у современных не летающих птиц типа страусов).
Отдельно следует упомянуть разное строение шейных позвонков птиц и динозавров. У последних они амфицельные (двояковогнутые) или процельные/опистоцельные (вогнуты с одной стороны и выпуклы с другой, как у большинства пресмыкающихся). Шейные позвонки у птиц гетероцельные — седлообразные, выпукло-вогнутые с обеих сторон, что обеспечивает им большую подвижность шейного отдела, недоступную ни одному известному виду динозавров и млекопитающих.
Скелет современной птицы (голубя)
1 — череп, 2 — шейные позвонки, 3 — вилочка 4 — клювовидный отросток, 5 — крючковидные отростки ребер, 6 — киль, 7 — коленная чашечка, 8 — цевка, 9 — пальцы, 10 — большая берцовая кость (тибиотарсус), 11 — малая берцовая кость (тибиотарсус) 12 — бедро, 13 — седалищная кость, 14 — лобковая кость, 15 — подвздошная кость, 16 — хвостовые позвонки 17 — пигостиль, 18 — сложный крестец, 19 — лопатка, 20 — поясничные позвонки, 21 — плечевая кость, 22 — локтевая кость, 23 — лучевая кость, 24 — запястья, 25 — кисть, 26 — пальцы, 27 — крылышко
Бедренные кости птиц, даже не летающих, малоподвижны и направленны в сторону друг от друга. Перемещаются сухопутные птицы преимущественно с помощью движения тибиотарзуса (голень птицы с приросшейся малой берцовой костью) и цевки (сросшиеся кости плюсны). Т.е. тибиотарзус птиц, механически, выполняет роль бедренной кости у млекопитающих и динозавров. Конечности динозавров, напротив, располагались параллельно друг другу и под телом животных, в противоположность остальным пресмыкающимся и аналогично современным млекопитающим. Очевидно динозавры не были пресмыкающимися в буквальном смысле этого слова. Голень динозавров, как и голень млекопитающих, состояла из двух берцовых костей, многие (особенно маленькие динозавры) не имели цевки, и аналогично человеку, имели не сросшиеся кости плюсны.
Слева на право, сравнение задних конечностей теропода семейста тиранозаврид (вида рекс), волчьих млекопитающих (лисицы) и сухопутных птиц (страус). 1- кость бедра, 2 — кости голени (большая и малая берцовые/ тибиарзус у птиц), 3 — кости плюсны, сросшиеся у птиц в цевку (за исключением пингвинов) и некоторых динозавров — теропод. Зеленым цветом обозначены кости активно участвующие в передвижении животного. Грубо говоря, роль колена у современных птиц выполняет голеностопный сустав
Моделирование бега динозавров (галлимимуса и тиранозавра) из Парка Юрского периода, в сравнении с бегом современного страуса (внизу)
Малоподвижные бедра птиц позволяют им активно перемещаться по земле, не рискуя схлопыванием воздушных мешков, необходимых птицам для активного дыхания (в полете и беге легкие птицы не расширяются как у млекопитающих, воздух через них «прокачивают» те же воздушные мешки). Некоторые палеонтологи принимают этот факт как косвенное свидетельство отличной от птичьей дыхательной системы у теропод.
Обнаружение аэростеона, хищного теропода группы карнозавров, жившего 80 млн лет назад, отчасти опровергает выводы выше. «Воздушные кости» динозавра предположительно несут следы присутствия воздушных мешков. Изначально такие мешки могли служить для терморегуляции динозавров, и уже потом, с совершенствованием метаболизма начали использоваться для интенсивного газообмена
Еще сильнее различия между двумя группами животных проявляются при сравнительном анализе их черепов. Череп птицы крепится к шейным позвонкам снизу, шейные позвонки же динозавров крепились сзади черепа. Череп птиц имеет шарообразную форму и имеет две диапсидные дуги, верхняя из которых сильно редуцированна. Череп динозавров менее сферичен и обладает двумя развитыми диапсидными дугами (чаще всего с височными отверстиями). Челюсти динозавров устроены сложно, и подобно млекопитающим заполнены зубами. Современные птицы лишены зубов, и вместо сложного челюстного аппарата обладают относительно простым, легким, но прочным клювом.
Оговорка. Последнее сравнение не совсем корректно, так как ученым известны как «беззубые» динозавры (овирапторы), так и «зубастые» птицы (энансиорнисовые птицы, господствовавшие в меловой период, имели динозавроподобный челюстной аппарат.)
(Временные масштабы и порядок появления животных не соблюдены)
Тираннозавр Рекс, живший 70-65 млн лет назад, представлял из себя весьма типичного (если не сказать эталонного) теропода. Из типичных черт динозавра в глаза бросаются две мощные задние конечности, ящеротазовый тазобедренных сустав, и массивный хвост, служащий балансиром для крупной и грузной головы животного. Череп прикреплен к шейным позвонкам сзади, имеются мощные челюсти покрытые зубами, пред глазничные отверстия (облегчающие череп) и за глазничные диапсидные отверстия куда крепились челюстные мышцы животного (аналог височной впадины человека). На фоне более близких родственников птиц — дромеозавров, выделяется отсутствием вилочки (срощенные кости ключицы) и сильно редуцированными относительными размерами передних конечностей
Дейноних, живший на 40 млн лет раньше тираннозавра рекс, обладал столь похожими на птиц чертами своего скелета (при жизни животное было размером с волка), что послужил для палеонтологов (особенности для знаменитого Джона Острома), одним из первых убедительных свидетельств происхождения птиц от динозавров. В частности кисти его передних конечностей очень сильно напоминают кисти крыльев первоптицы-археоптерикса, и отдаленно кисти современных птиц. Будучи «изломанными», кисти предположительно складывались на боках животного и скорее всего обладали перьями (как и у птицеподобных предков дейнониха). На ребрах имеются крючки как и у птиц. Легкие кости животного и жесткий, покрытый сухожилиями хвост (улучшающий маневренность при поворотах), указывал на его высокую скорость, и впервые навел палеонтологов на мысль о теплокровности динозавров. Как и все дромеозавры, дейноних имел «вилочку» в передней части груди, служащей для современных птиц «амортизатором» при сильных взмахах крыльев
Археоптерикс, живший 150 млн лет назад, впервые показавший прямую связь между птицами и пресмыкающимися, и сам считающийся одной из первых птиц, в целом сильно напоминает уменьшенного до размеров голубя дейнониха. Отличается от последнего большими относительными размерами мозга, уменьшением размеров челюстей и редукцией диапсидного отверстия. Археоптерикс не был предком птиц, но считается ближайшим его родственником, имел развитое оперение, но летать не умел, планируя с дерева на дерево
Микрораптор, динозавр из группы дромеозавров размером с археоптерикса, так же очень сильно напоминал своего более древнего родственника, что делает их скелеты практически неотличимыми для не специалистов. Животное жило 125 млн. лет назад и по образу жизни напоминало археоптерикса, обладая развитым перьевым покровом черного цвета. Охотился на насекомых и ранних птиц, которых глотал практически целиком. Как и выше упомянутый дромеозавр дейноних, лобковые и седалищные кости животного имеют тенденцию «загибания» назад
Современник микрораптора, и его «сосед» по региону (северо восточный Китай, южная Монголия), конфуциорнис уже находился на полпути между динозаврами и птицами. Его челюсти были лишены зубов, плечевой сустав был сильно развит, а вместо длинного хвоста птица уже имела пигостиль — место крепления хвостового оперения, улучшавшего маневренность при полете. Как и у микрораптора, на ребрах птицы имелись крючки, жестко фиксировавшие брюшную полость при полете. Место сочленения шейных позвонков и черепа находилось на полпути между его положением у динозавров и современных птиц. Однако строение плечевого сустава не позволяло птице полноценно освоить полет, ровно как и недоразвитый киль. Тазобедренный сустав все еще сильно напоминал таковой у дромеозавров
Синорнисы были одними из первых птиц, освоившими полноценный полет. Несмотря на это механика их полета сильно отличалась от таковой у современных птиц, как и у остальных энансиорнисовых птиц («противоптиц»). Имелся киль, пигостиль, а пальцы передних конечностей частично были сращены друг с другом. Челюстной аппарат и тазобедренный сустав больше был похож на таковой у динозавров, нежели современных (веерохвостных) птиц. Практический полный скелет синорниса был обнаружен в брюхе ископаемого микрораптора, который на них и охотился
Микрораптор, нападающий на группу синорнисов
Впрочем, древнейшими пернатыми, освоившими полноценный полет были предки современных нам веерохвостых птиц (Archaeornithura meemannae), «кузены» энантиорнитов по кладе Орнитоторасов — эуорниты. Последние отделились от энантиорнисов предположительно в самом конце юрского периода 140-145 млн. лет назад. Уже тогда начала проявляться тенденция специализации эуорнитов к охоте на мелководье и на береговых линиях. Позднемеловые ихтиорнисообразные вели схожий с чайками и крачками образ жизни и физиологически практически не отличались от современных птиц (смотрите изображение внизу), за исключением наличия зубов на обеих челюстях. Из колоссального разнообразия планирующих и летающих динозавров, мел-палеогенное вымирание пережила лишь небольшая часть эуорнитов, предков современных птиц (неорнитов).
«Ужасные птицы»
После мел-палеогенного вымирания птицы, одновременно с млекопитающими начали заполнять экологические ниши, оставленные их собратьями динозаврами. Так, уже через 15 млн лет появились первые гигантские сухопутные птицы — не летающие журавлеобразные. Размерами (до 2,5м в высоту при весе до 300кг) и образом жизни они мало отличались от своих родственников дромеозавров, так же будучи в основном хищными животными. Адаптация бесхвостой птицы к сухопутному образу жизни отразилась в смещении центра тяжести в центр тела животного. Упростил «работу» природе и облегченный череп птицы, вместо сложной челюсти вооруженный легким, но прочным клювом. В итоге современные сухопутные птицы представляют из себя более рационализированные версии динозавров-теропод, без затрат веса на мощные мышцы хвоста и шеи. Гигантские журавлеобразные господствовали в Америке последние 50 млн лет, проиграв в борьбе за выживание хищным млекопитающим (волчьи и кошачьи) около 400 000 лет назад. Ниже схема скелета крупнейшего журавлеобразного группы фороракосовых — Келенкена.
Момент охоты другого представителя группы форорракосовых, по имени которого она и названна — фороракоса. Размеры хищника сильно преувеличены, на самом деле фороракосы были лишь немногим выше взрослого человека (до 2м), но весили вдвое больше и действительно были грозными охотниками. Хотя фороракосы и жили одновременно с родом Homo, однако обитали исключительно в американской части света и с людьми не сталкивались
Подробнее о «ужасных птицах» в моем будущем обзоре «Затерянный мир Южной Америки».
Относительные размеры мозга птиц (Коэффициент энцифализации) так же чаще всего, больше чем у динозавров аналогичного размера.
Коэффициент энцефализации упрощенно выражает отношение мозга животного к размерам его организма. Косвенно оно выражает уровень организации центральной нервной системы – интеллекта животного. КЭ не всегда объективно представляет истинный уровень интеллекта даже внутри одного вида, однако в целом, с эволюционной точки зрения, имеет линейную зависимость от уровня организации живых существ. Так самые высокие значения КЭ имеют высшие птицы и млекопитающие (примерно паритетные). Уже среди данной группы животных наиболее сложное поведение наблюдают у животных с наивысшими значениями КЭ (приматы и китообразные у млекопитающих и врановые с попугаеобразными у птиц).
Данный метод позволяет нам представить уровень интеллекта типичный для динозавров позднего мела.
Мозг тираннозавра считается одним из самых изученных для динозавров благодаря хорошей сохранности черепов данных животных. В целом структура его мозга аналогична современным крокодилам и имеет примерно схожий с взрослым аллигатором коэффициент энцефализации. Весьма высокое значение для таких крупных хищников своего времени, уступающее лишь некоторым прогрессивным дромеозаврам — бамбираптору, троодону и орнитомиму, чей КЭ был сравним со средним показателем современных птиц.
Слепок черепной коробки тираннозавра и аллигатора. Обратите внимание на сильно развитую обонятельную луковицу обоих животных, вполне типичную для хищных пресмыкающихся (1). 2 — оптический нерв; 3 — большие полушария головного мозга; 4 — оптическая доля; 5 — мозжечок; 6 — вестибулярный аппарат; 7 — продолговатый мозг
Слепки черепной коробки различных зауроподоморф (в градусах указанна растяжимость челюстного аппарата животного). Внизу описание структуры мозга Нигерозавра.
Мозг птиц и млекопитающих базируется на стриатуме, доставшийся им от пресмыкающихся предков.Тогда как млекопитающие пошли по пути увеличения объема и функциональности коры головного мозга (покрывающего стриатум), архозавры и позднее птицы пошли по обратному пути наращивания объемов и функциональности стриатума. Таким образом высшая нервная деятельность современных птиц обеспечивается стриатумом (точнее в гиперстриатуме, аналоге неокортекса у млекопитающих). Кора обеспечивает лишь второстепенные функции (предположительно обоняние). Аналогов гиперстратума у динозавров (пока?) не обнаружено, что опять таки позволяет предположить о менее развитом чем у высших птиц интеллекте теропод.
Эволюция мозга и обонятельных долей мозга от динозавров (бамбираптор) до современных птиц (голубя). Доли полушарий головного мозга птиц крупнее чем у динозавров, тогда как обонятельные доли существенно меньше. По мнению исследователей, это может быть связанно с высоким уровнем интеллекта птиц, компенсирующий отсутствие относительно сильного обоняния
График демонстрирующий коэффициент энцефализации для разных групп позвоночных. Коэффициент птиц отстоит от такового у своих предков-динозавров примерно на столько же, на сколько КЭ современных млекопитающих отстоит от значения коэффициента своих предков эпохи динозавров
Кости древних ящеров могут не только дать нам представление о внешнем виде динозавров (морфология), но так же «поведать» историю жизни отдельного животного. Речь, конечно же, не только в изучении повреждений костных тканей, которое животное пережило в течение своей жизни в результате травм и инфекций (как это описано в док. Фильме «Баллада о Большом Але», но так же в структуре самих костей.
Кости рептилий, подобно стволу деревьев, в срезе обнаруживают своеобразные «годовые кольца», отмечающие сезонные изменения в скорости роста животного. Лучше всего для таких целей обычно подходят плечевые кости или кости бедра динозавра. Подобный анализ (называемый гистологическим), позволяет оценить темпы роста животного, время достижения половой зрелости, пол и возраст на момент смерти.
Пример годовых колец на срезе костей травоядного Гиппакозавра. Внизу видны толстые светлые кольца ускоренного роста животного в первые годы жизни, разграниченные темными сезонными полосами (засухи или похолодание). Гистологический анализ оценивает достижение половой зрелости к 2-3 годам (при размерах в 40% от максимального для данного вида). Максимального размера (в 9м длины и 4т веса) животное достигало к 10-12 годам. Такие темпы роста более характерны для современных птиц (страусов), нежели современных прогрессивных рептилий (крокодилов)
По следам медуллярной ткани в бедренной кости животного так же с высокой вероятностью возможно определение пола древнего ящера (она необходима самкам как резерв кальция, необходимого для скорлупы яиц). Подобная ткань откладывается в костях архозавров (у птиц она, как и у динозавров-теропод, запасается в бедренной кости) при достижении ими репродуктивного возраста. Половозрелость динозавра обычно коррелирует с резким замедлением роста животного. Так, медуллярная ткань была обнаружена в бедре самки тираннозавра из Монтаны (США) возрастом (при смерти) в 18 лет. Изучение других экземпляров тираннозавров (вида Рекс) так же фиксирует резкое замедление роста к 16-20 годам. Самому старому из обнаруженных экземпляров на момент смерти было около 28 лет. Факт того что большинство найденных останков тираннозавров рекс принадлежат особям прожившим лишь несколько лет после наступления половой зрелости, свидетельствует о весьма тяжелых условиях полового отбора этих созданий.
«Медуллярный принцип» позволяет делать и весьма интересные открытия. Один из обнаруженных овирапторов (сестринская по отношению к тираннорапторам группа целлурозавров) на момент смерти высиживал кладку подобно современным птицам. Гистологические исследования не обнаружили в костях животного медуллярной ткани (фото внизу справа), из чего сделали вывод что у данного вида кладку высиживал самец, или как минимум оба родителя
У многих видов современных птиц отцы тоже занимаются «воспитанием» своего потомства. Ниже снимок самца казуара со своими птенцами которых высиживал так же он сам. Животное напоминает овираптора даже внешне. На рисунке слева отчетливо виден длинный коготь на первом пальце ноги казуара, аналогично «ужасным когтям» дейнонихозавров. Однако в отличии от последних, используется он для защиты животного от хищников
Иногда природа преподносит нам подарок, позволяющий подкорректировать наши представления о динозаврах.
В 2000 году, в Северной Америке была найдена хорошо сохранившаяся «мумия» травоядного динозавра рода гадрозавров названная Дакотой. При анализе останков ученые выяснили что эти динозавры при жизни были на 1м длиннее, а мышечная масса была на 25% больше чем считалось ранее
Касательно моделирования мышечной структуры динозавров, на видео можно ознакомиться на примере процесса виртуального «восстановления» мышц шеи и черепа аллозавра
Смерть встретила практически одновременно хищного велоцераптора и его жертву протоцератопса в момент борьбы, запечатлевшей поединок на 70 млн лет. Одна из ног хищника своим когтем находилась в области шеи протоцератопса, что дало дополнительный вес сторонникам теории о том что дейнонихозавры использовали большие когти на первых пальцах ног преимущественно для повреждения трахеи или артерии жертвы в шейном отделе, а не брюха или груди (как это делают казуары), для чего когти были не достаточно прочными
Да, вы верно поняли, костные останки динозавров так же могут дать нам представление об их геноме, точнее о размере их ДНК. Ученые, при изучении клеток костной ткани животных (остеоцитов), заметили линейную связь между размерами остеоцитов и ДНК животных. Это позволило им оценить и размеры геномов доисторических ящеров по сравнению с современными птицами и рептилиями. Так ДНК крокодила содержит чуть более 3 млрд. пар нуклеиновых оснований (НО), в то время как ДНК птиц в среднем содержит 1,45 млрд. пар НО (от 0,97 до 2,5 млрд). По оценкам ученых размеры ДНК динозавров сильно различаются у ящеротазовых и птицетазовых соответственно. Средний размер генома птицетазовых динозавров был близок к таковому у современных пресмыкающихся – 2,5 млрд. пар НО. Ящеротазовые же (тероподы и зауроподы) показывали значения более близкие к современным птицам 1.8 млрд. пар НО.
Размеры ДНК у разных типов живых организмов.
У позвоночных животных размер генома плохо коррелирует с числом генов. Ни размеры ДНК ни число генов не имеют положительной корреляции с уровнем развития живого существа. Так ДНК человека содержит около 3 млрд пар НО. кодирующие 25 — 30 000 генов, далеко не рекорд в животном мире. Подавляющая часть ДНК почти не участвует в жизнедеятельности клетки позвоночных (так называемый «генетический мусор»), и может быть существенно «урезанна» без серьезных последствий для животных.
Выходит что птицетазовые и ящеротазовые динозавры, предположительно, пошли разными путями от общего триасового предка имевшего типично большой для рептилий геном. Ящеротазовые, в своем большинстве, освоили бипедальную локомоцию (тероподы), что потребовало радикального сокращения генома для оптимизации системы кровообращения (сокращение генома эритроцитов для уменьшения их размеров). Соответственно уже позднее, в юрском и меловом периоде такой геном сохранился у теропод-манирапторов, постепенно перешедших к активному полету – настоящих птиц.
Эти данные являются дополнительными косвенными свидетельствами в пользу гипотезы появления современных пернатых от динозавров-теропод юрского периода. Впрочем, перья тоже не являются исключительно птичьей монополией, и наряду с костями древних ящеров оставили нам ископаемые свидетельства развитого перьевого «гардероба» которым располагали «истинные» динозавры.
В следующей части обзора речь пойдет об эволюции пернатого «гардероба» динозавров, их пути от простых украшений при брачных играх и до усвоения манирапторами полноценного полета.