В 2021 году в палеонтологии произошло очень много всего интересного! Например, учёные исследовали, как у динозавров возникла клоака. Про клоаку я рассказывать не буду, но расскажу, что ещё классного случилось в палеонтологии за прошедший год. Приготовились?
1. Начну с самого простого, то есть с динозавров. В общем, в 2021 году учёные провели компьютерное моделирование мышц пояса задних конечностей и хвоста Coelophysis bauri. Если детальнее — то попробовали реконструировать походку динозавра. Coelophysis bauri — это ранний теропод, который жил в Северной Америке и Южной Африке в конце триасового периода. Жил он там очень давно, больше 200 млн лет назад. В общем, чем интересно проведённое моделирование? Оно проводилось объёмно, то есть в 3D, что довольно экзотично из-за сложной математики. С его помощью учёные реконструировали мышцы динозавра — и разработали физическую модель движения бипедального животного. Сначала, значит, модель протестировали на современных птицах и сравнили, как ходит компьютерная модель и как ходит тинаму. Тинаму — это родственница страусов, наземная симпатичная птичка, которая не очень любит летать, а вот бегать — в самый раз.
Оказалось, что модель, которую предполагали использовать для того, чтобы и дальше описывать движения динозавров, хорошо предсказывает движения современных птиц. Учёные тогда взяли и скорректировали мышцы и скелет в этой динамической модели и перенесли её на беднягу целофизиса. В общем, таким образом исследователи восстановили походку настоящего динозавра.
И при этом выяснилось, что не только ногами едиными динозавру приходилось ворочать, чтобы правильно и экономно ходить и бегать. Вот когда мы ходим, чтобы слегка компенсировать латеральные нагрузки, которые происходят при движении наших ног, мы двигаем руками. А у динозавра, ясное дело, передние конечности находятся слишком далеко от центра тяжести — и для того, чтобы компенсировать латеральные нагрузки, динозавры использовали хвост, который покачивался из стороны в сторону.
Конечно, это, с одной стороны, довольно логично — хвост должен качаться. Но потом учёные сделали ещё одну модель — без учёта движений хвоста. То есть хвост сделали просто висящим противовесом, который никакими хитрыми мышцами к телу не прикрепляется. Оказалось, что активные движения хвостом в противофазе движению ног позволяют экономить на ходьбе практически 20% энергии! Хвост у динозавра — это не просто противовес, но и вполне себе способ очень неплохо компенсировать латеральные нагрузки, которые возникают при движении попеременно левой и правой ногой. И это позволяло динозаврам экономить ещё больше энергии при ходьбе — и перемещаться и быстрее, и дальше относительно тех животных, рядом с которыми они жили. Учёные даже предполагают, что все двуногие круротарзы, или Pseudosuchia, которые были конкурентами динозавров, такого преимущества скорее всего не имели. И энергетически динозаврам от этого проигрывали.
Короче говоря, если резюмировать, 3D-моделирование показало, что хвост динозавров — отличный способ экономить энергию при ходьбе. И, видимо, именно набор таких маленьких, казалось бы, эволюционных фишек, собравшись вместе в одном организме, и дал возможность динозаврам стать хозяевами планеты.
2. Недавно вышла ещё одна интересная новость. В общем, есть такой раннеюрский динозавр мусзавр, относившийся к прозавроподам — это ранняя группа длинношеих динозавров, которые потом стали предками гигантских завропод. Палеонтологи обнаружили у них массовое гнездовье. Здесь прикол не только в том, что они просто собирались в большие группы во время гнездования, а потом расходились. Нет! Оказывается, мусзавры следили за своими детёнышами, когда те вылуплялись. Детёнышам мусзавры, видимо, носили еду и вообще в целом ухаживали за ними.
Более того, на этом гнездовье обнаружили скелеты этих же самых мусзавров — не просто взрослых или птенцов, но и особей, которым был год или чуть больше. Либо они из зон гнездовья особо далеко не уходили, либо, что более вероятно, стада мусзавров имели сложную социальную разновозрастную структуру, а молодняк жил вместе со взрослыми. Таким образом, можно сделать вывод, что сложная социальность появилась у динозавров довольно-таки рано — раньше, чем учёные предполагали (до этого ближайшие крупные гнездовья находили только в меловом периоде у гадрозавров).
А вот в итоге выяснилось, что уже примитивные мусзавры ещё в раннем юрском периоде выращивали детёнышей, подкармливали их в гнёздах и, видимо, яйца высиживали каким-то хитрым образом. То есть самки следили за потомством в «яслях», ждали, пока дети вырастут, а постепенно дети присоединялись к стаду, из которого и «выродились». И с этим стадом прекрасно путешествовали. Весёлая штука, в общем.
3. Ещё в 2021 году учёные обнаружили следы нуклеиновых кислот динозавров. В общем, исследователи изучили хондроциты суставного хряща правого бедра каудиптерикса и всё это дело нашли. Правда, стоит говорить всё-таки не о нуклеиновых кислотах, а о намёке на них. Потому что секвенировать, конечно, там абсолютно нечего пока. Ничего особо значимого из хряща исследователи пока не извлекли. Тем не менее, первые намёки у нас есть, и это очень круто.
К учёным, которые обнаружили кислоты, вопросов очень много. Сейчас мы ждём, чтобы ещё одна группа исследователей повторила их эксперимент и пришла к схожим выводам. Вот если эксперимент воспроизведётся, то можно будет говорить о дополнительной плюшке для палеогеномики. Вполне себе новость на самом деле, но нужна ремарка: давайте все вместе за руки возьмёмся и повторим эксперимент в отдельных независимых лабораториях.
Что потом можно делать с этими теоретическими нуклеиновыми кислотами? Если там будут хорошие большие последовательности, можно будет сравнить их с последовательностями современных крупных птиц. Конечно, в руках учёных вряд ли окажутся целые гены динозавров, но всё равно будет очень здорово.
4. Ещё мне понравилось исследование про карнотавра — хищного динозавра из верхнего мела. Учёным удалось собрать со скелета этого карнотавра слепки кожи. Сначала предполагалось, что такие динозавры имели всякие окостенения — остеодермы, которые ровными рядами проходили по всему телу. А оказалось, что это не остеодермы, а просто очень большие чешуйки.
В общем, учёные восстановили у карнотавра рисунок чешуек и складочек, которые могли участвовать в охлаждении тела. Рисунок чешуи восстановили на морде, теле, ногах, хвосте и чуть ли не на заде. Это само по себе интересно — не так много у нас динозавров, от которых сохранилось что-то мумифицированное в виде кожи или любых других мягких тканей. Да и вообще восстановление рисунка чешуи довольно редко случается. На данный момент у нас есть единицы динозавров с описанной чешуёй. И эти динозавры в основном описаны по большому числу скелетов — я говорю об утконосом эдмонтозавре, например.
А карнотавр у нас описан по одному скелету — и такое счастье привалило! По сути, благодаря одному скелету и удалось описать и посмотреть рисунок чешуи — и даже написать по этой теме вполне себе научную статью. Это, конечно, не вот уж разрывная новость… Но мягкие ткани динозавров описываются очень редко, и поэтому событие интересное и явно заслуживает внимания. Статистика оказалась на нашей стороне! Обычно даже кости динозавров плохо сохраняются.
5. Ещё мне понравилась вот какая новость: в марте 2021 года учёные обнаружили грибы или грибообразные организмы — со всеми мицелиями и чуть ли не плодовыми телами — в одной китайской формации. Эта формация принадлежит к эдиакарскому времени. Докембрийские времена, все дела! Следы грибообразных организмов находили и раньше — просто они оказывались спорными.
А вот сейчас нашли грибы, которые точно «жили» около 600 млн лет назад в докембрии. Но главное тут в том, что эти товарищи жили на суше! А до этого самым «ранним» следам грибов на суше было, по расчётам учёных, около 470 млн лет. Короче, всё сдвинулось чуть ли не на 150 млн лет вглубь времён! Плюс выяснилось, что товарищи грибы очень неплохо занимали береговую линию вместе с различными примитивными бактериальными матами и водорослями. Причём животные на сушу тогда ещё не вышли! Да и не было тогда такого разнообразия билатеральных животных. А грибочки-то рванули на берег одними из первых, оказывается. Хотя в те времена и кислорода-то особо много не было.
6. Летом 2021 года вышла научная работа, согласно которой видовое разнообразие динозавров начало падать ещё до мел-палеогенового вымирания и до падения астероида. Разнообразие начало падать за 10 млн лет до всего этого, где-то 77—72 млн лет назад. Причём важно, что упало именно разнообразие, а не число особей стало меньше.
Почему так вышло? У динозавров само по себе стало падать образование новых родов и видов. Одни палеонтологи считают, что динозаврам поплохело и они просто начали «кончаться», у них темпы вымирания видов начали обгонять скорость появления новых. Есть другая версия, согласно которой иногда один вид динозавров начал занимать сразу несколько ниш, вытесняя конкурентов. Например, тираннозавры вырастали очень мощными среднеразмерными хищниками, которые не давали никому из других потенциальных конкурентов занять свою нишу. Тиранозавры вырастали до 7—8 м и были успешны в своей нише — и не возникало новых крупных видов из других родов и семейств, готовых конкурировать с рексами, а затем взять и занять их пространство.
Ситуация выглядела так: у нас есть несколько видов рапторов и несколько хищников, достигающих 4—5 м в длину. И потом от 5-метрового раптора у нас идёт огромная дыра до 11-метрового рекса. То есть у нас имеются хищники длиной 4—5 м и весом 250—450 кг, потом идёт дыра, которую занимает один тираннозавр. То есть рекс по сути своей одним собой закрывает разом более половины всех хищных ниш — о каком видовом разнообразии можно было бы говорить в такой ситуации?
На самом деле схожий тренд с появлением среди динозавров супервидов, занимавших сразу более половины потенциальных ниш в экотопе — это проблема не только тираннозаврид. Аналогичный движ к концу мела наблюдается даже среди травоедов, таких как гадрозавры. Есть мнение, что появились просто ультраприспособленные виды динозавров, которые занимали сразу несколько экологических ниш — и таким образом они не давали другим видам занять эти ниши. Ну а раз ниши крепко заняты, то ни о каком видообразовании речь не идёт. Да и климатические условия были относительно стабильные, что тоже нисколько не помогает в повышении видового разнообразия.
Возможно, такая вот суперспециализация динозавриков-то и убила. Потому что когда видовое разнообразие экосистемы не сильно большое, то при серьёзных изменениях, связанных с климатом и прочим весельем, такая экосистема может быстро навернуться. А вот экосистемы, в которых много разных видов, да ещё и желательно универсалов, более устойчивы к различным потрясениям.
7. Есть один такой мелкий товарищ из Патагонии (это Южная Америка) — бертазаура (Berthasaura leopoldinae). Это динозавр длиной всего 1,5—2 метра. Бертазаура — родственница цератозавра и карнотавра. Это один из тех динозавров, которые относятся к ноозавридам — такие ранние ящеры, которые имеют вполне себе хищных предков и хищных родственников в виде абилизавров. Самое интересное, что бертазаура была полностью лишена зубов, что для этой группы ящеров нехарактерно. До этого у цератозавроидных динозавров такое наблюдалось только у лимузавра — вернее, лимузавры в детстве были с зубами, но лишались их к зрелости.
Чем ещё интересна бертазаура? Тем, что она — единственный цератозавроидный динозавр, у которого есть что-то вроде клюва в передней части головушки. Никто из учёных такого вообще не ожидал! И это очень странно. Я вот советую поставить рядом карнотавра и цератозавра — у обоих огромные головы, огромные зубы, мощные задние конечности, не особо развитые передние (но это особо и не надо), толстые хвосты, мощные челюсти. Сразу видно, что это прямо хищники-хищники. Это далеко не медленные животные — цератозавры в своё время вполне прекрасно конкурировали с аллозаврами в Северной Америке на стыке их ареалов. А в Южной Америке карнотавры и другие абилизавры прекраснейше конкурировали с аллозавроидами и могли позволить себе напасть практически на любую добычу.
Ну так вот, все эти крутые зубастые чувачки имеют двоюродную сестру, которая ростом ниже колена человека, без зубов, бегает, собирает «яблочки» и иногда ест гусениц. И при этом боится даже какого-нибудь птерозавра. Скажу больше — в той формации, где обнаружена бертазаура, самым крупным хищником являлся птерозавр — вид, у которого размах крыльев метра 4, который жил сродни тому, как сейчас в Африке живёт марабу. То есть птерозавр ходил весь такой крутой и всех клювом долбил, а все динозавры в панике разбегались. Возможно бертазауре тоже доставалось. По крайней мере я бы не удивился.
И умерла эта бертазаура молодой — у неё даже не все кости в черепе срослись. Но это не отменяет того, что она была беззубым цератозовроидом с клювом. Это что-то странное и об этом нельзя было не напомнить!
8. Есть такая проблема: черепа птиц сохраняются относительно плохо — я имею в виду мезозойских птиц. Их черепа очень плохо изучены и плохо описаны. И особенно плохо описано содержимое их черепной коробки, в которой находился мозг. И, соответственно, эволюцию мозга для птиц описывать ужасно сложно. В принципе, понятно, что, если мы говорим про эволюцию от динозавров к современным птицам, то это должно быть смещение переднего мозга назад, увеличение его размеров из-за того, что надо повышать когнитивные способности. Увеличивается размер мозжечка и всех его отделов — потому что ты летаешь, тебе надо красиво садиться на ветки, лавировать между деревьями и скалами. Мозги нужно усложнять. Это понятно! Но данных-то практически нет.
И вот у нас появилось описание внутренностей головы ихтиорниса — это такая зубастая птица, довольно близкая к современным. Так вот, товарищ ихтиорнис оказался тупым, буквально тупым. Его мозги оказались ближе к мозгам современных ему динозавров, нежели к мозгам современных нам птиц. И этого никто не ожидал! То есть, оказывается, мезозойские птицы не отличаются умом и сообразительностью. Птичка уровня «сиди, я сам открою».
А ведь довольно долгое время считалось, что интеллектуально птицы должны быть явно впереди наземных динозавров. Но судя по всему именно прокачку своих мозгов птички начали уже после вымирания нептичьих динозавров в кайнозое. Как, кстати, и млекопитающие, на протяжении мезозоя интеллектом не отличавшиеся. Такая вот, казалось бы, контринтуитивная новость о птицах, которые глупее динозавра.
9. Напоследок расскажу вот о какой новости: в 2021 году в бирманском янтаре палеонтологи обнаружили муравья. Это вроде как обычная тема — но этот муравей был поражён паразитическим грибом. То есть это, по сути, свидетельство первого ископаемого зомби.
Кстати говоря, современные грибы поражают муравьёв точно так же. Они поражают частично нервную систему рабочего муравья. У муравья появляется необычайная любовь к солнечному свету, и он старается забраться как можно выше. Но как только он туда забирается, муравей вцепляется зубами в ветку и так и умирает. А потом из его головы прорастает гриб. И открывает плодовое тело и выпускает споры. Вспомните хотя бы знаменитого кордицепса и конечно же игру Last of Us (только первую часть, вторую забудьте).
И вот, видимо, такие же странные отношения были ещё во времена образования бирманского янтаря, то есть в конце мелового периода. Сумчатые грибы аскомицеты атаковали муравьёв уже 99 млн лет назад. То есть грибам-зомбификаторам уже 100 млн лет! Новость сама по себе не очень приятная, но зато очень интересная. Радостное удивление вызывает только один момент — эти зомби-грибочки не стали эволюционировать в сторону млекопитающих, нам ведь мозговых слизней и родом из телика хватает. =)