Как выживали полярные динозавры? Часть 3
Второго апреля этого года нашей командой, которая ведёт свои истоки из прошлого проекта, был организован палеофест, на котором выступал известный палеонтолог Павел Скучас. Мы давно должны были выложить стенограмму его лекции, но по определённым причинам выход её задержался. Представляем Вашему вниманию видео и текстовую часть той замечательной лекции. Лекцию снимала команда Лаборатории Научных Видео @ScienceVideoLab. Приятного просмотра и прочтения.
Ура, мы дошли до динозавров.
Что там с динозаврами? Завроподы обнаружены. Были там гигантские динозавры. Похоже, что тоже их ближайшие родственники – это юрские формы, которые известны из Китая. Самое интересное – мы нашли очень маленькие зубки завроподов. Опять же, если мы находим очень маленькие зубки – они принадлежат детенышам. Нашли детенышей – значит, динозавры там размножались.
Стегозавры.
Стегозавров там много. Это и зубы, это и отдельные кости, отдельные позвонки. К сожалению черепных костей очень мало, но тем не менее. Что было сделано по этим стегозаврам на данный момент?
Первое, с чего мы начали – это зубы. Приятно зуб держать в руках, он плотный, он красивый. Вот так вот выглядят зубы стегозавров.
Когда мы начали изучать вот эту вот выборку, шестьдесят с лишним зубов. Оказалось, что не стертых, целых очень мало. В основном они жутко стертые со всех сторон. Иногда несколько поверхностей стирания на них.
Стало интересно – а сколько эти зубы формировались? На самом деле если разрезать зуб, то вы увидите вещество такое, такую ткань можно сказать, которая называется дентин. В дентине тоже есть кольца, но они не соответствуют годам, они соответствуют дням. Можно посчитать эти линии и сказать, сколько дней зуб формировался. И оказалось, что зуб у стегозавра формировался 95 дней. Это очень мало. У нормальных растительноядных динозавров – это 150, 180, 200 дней. Здесь же очень быстрое формирование зуба.
Кроме этого раз несколько поверхностей стирания, это значит, что зуб успел потереться сначала о противоположный зуб, который старый. У стегозавров постоянное зубозамещение. Потом вырос новый на его месте и снова потерся. То есть получается, что смена зубов тоже была очень быстрой. Может быть вот это и является как раз адаптацией. Жесткая пища, зубы стираются быстро, и они формируются быстро.
Если посмотреть еще раз на состав фауны раннего мела Якутии, то вырисовывается следующая картина.
Очень много примитивных групп, это и примитивные млекопитающие, и саламандры. Но и стегозавры, если вы вспомните, типичный стегозавр – это на самом деле конец Юрского периода. То есть в целом стегозавры – это в основном юрская группа. Что же получается? Получается, что на территории Якутии выжили реликтовые формы. По сути для раннего мела – это живые ископаемые.
Есть такой замечательный термин, он называется – рефугиум. Это та местность, та территория, где выжили древние реликты, в то время как на других территориях они исчезли. Получается, что вот этот парк Юрского периода просто перешел в ранний мел и сохранился на территории Якутии.
Но всегда хочется понять, а вот насколько этот рефугиум, этот парк Юрского периода был обширным. Для этого нужно сравнить с другими фаунами, тоже в Сибири.
И когда мы начали сравнивать с известными фаунами. Это фауна из Кемеровской области, тоже ранний мел. Местонахождение называется Шестаково. Оказалось что и там куча реликтов. И вообще очень фауны похожи, что в Якутии, что в Кемеровской области. Какой был сделан вывод? Что это не просто какой-то локальный рефугиум, это Великий Сибирский рефугиум. Всегда приятно такое говорить, что-то могучее за этими словами стоит.
Почему же вот эти реликты выжили? Почему они не исчезли на границе Юрского и Мелового периодов? Внимательно посмотрите на эту картинку.
Это карта нашей планеты границы Юрского и Мелового периодов. Кружками обозначены падения космических тел, всяких мелких астероидов. Треугольники – это вулканическая деятельность. Я просто подойду и ткну, где здесь Якутия, чтоб вы поняли. Здесь ничего не происходило! Получается, что ничего не падало, никаких катастроф не было и при этом климат, похоже, тоже, похоже, не менялся.
Вот второй такой символ стабильности после шаровидной лиственницы – это Великий Сибирский рефугиум. Там тоже почти ничего не происходило в течении сорока миллионов лет.
Хорошо, теперь мне хотелось бы с вами поделиться, раз уж мы поговорили про экспедиции. Это небольшой ролик – с чем приходится сталкиваться палеонтологу. Не вся Якутия находится в тундре. Место, где мы работали – это тайга. Один год был очень влажный и нас выгоняли из вездехода, чтобы вездеход проехал.
Мы перемещаемся на много миллионов лет вперед. Это уже конец Мелового периода, фауны Канады и Аляски. Что там известно?
Оттуда известны млекопитающие, различные группы динозавров, включая утконосых динозавров, или по-другому гадрозавры. Цератопсы – это рогатые динозавры, родственники трицераптоса. Анкилозавры – панцирные динозавры. И хищные динозавры.
Обратите внимание – в этой фауне нет рептилий. Нет холоднокровных. По современным представлениям, как это многие палеонтологи объясняют, млекопитающие – понятно, мы с вами млекопитающие, мы теплокровные. А динозавры тоже были теплокровными, поэтому они могли выживать.
С другой стороны возникает вопрос. Хорошо, в раннем мелу Австралии было тепло, кстати, в Якутии тоже был умеренный климат. Здесь же, по современным представлениям диапазон 5-8 градусов Цельсия, почти как в Питере.
Мы понимаем, что зимой в Питере не очень тепло. Соответственно животные испытывали стресс, и у них должны были быть приспособления к минусовым температурам, а зимой там были минусовые температуры.
Одними из самых распространённых групп хищных динозавров в этих фаунах – это троодонтиды. Троодонтиды – это уже почти птицы. Для них известны отпечатки, у них были перья. И у троодонтид очень крупные глаза. И опять же, когда палеонтологи видят у полярных динозавров крупные глаза, они говорят – ой, ну может быть ну хоть это приспособление к обитанию в полярной ночи! Тут может быть. Троодонтиды реконструируются как ночные хищники. То есть они бегали по ночам и ели млекопитающих. И эта особенность может быть им помогла прекрасно себя чувствовать в полярных территориях.
Естественно, для того, чтобы реконструировать какие-то биологические особенности, палеонтологи взяли и порезали. Первое желание каждого уважающего себя палеонтолога – взять образец костной ткани и посмотреть, что там внутри. И тут, надо сказать, что обнаружили отличия.
Взяли кость утконосого динозавра и начали сравнивать. Этот эдмонтозавр интересен тем, что представители одного вида встречаются в полярных территориях и в умеренных. Можно сравнить, какие-то интерпретации сделать. Так вот, если мы посмотрим на гистологию динозавров в умеренном климате, то там никаких колец, никаких замедлений, ничего нет. Очень однородная костная ткань.
Слева на слайде показана гистология полярного динозавра. Мы видим там некие слои, это не кольца. Это изменения направления ориентации кровеносных сосудов, считается, что ориентация кровеносных сосудов меняется в зависимости от темпов роста. Какой результат? Что-то менялось. Какие-то были более благоприятные сезоны, и менее благоприятные. И как раз авторы этого исследования сделали вывод, что никуда эти гадрозавры не уходили, просто они испытывали больший стресс, потому там более суровый климат. Не мигрировали – основная идея.
Буквально в прошлом году были найдены новые останки, совершенно фантастическая коллекция – огромное количество зубов и костей детенышей. Причем практически для всех групп динозавров, которые на Аляске обнаружили.
И стало понятно, что все они тут размножались, во-первых. А во-вторых, скорей всего не мигрировали. Опять, почему такой вывод сделали? Ну потому что более-менее известен температурный режим для данной территории, и тут постарались палеоботаники. Они смогли реконструировать температуру для разных месяцев.
Что же сделали палеонтологи? Они подумали и сказали, но вот, например эти динозавры могли откладывать яйца, допустим, в апреле. Но он был такой крупный, что детеныши раньше сентября вряд ли у него вылупились. А сентябрь – это уже почти полярная ночь. Маленький детеныш мигрировать тоже не может. Таким образом идея, что и эти динозавры никуда не мигрировали.
Но с другой стороны, раз они там оставались, у них должны были быть какие-то специфические стратегии, какие-то биологические адаптации, которые помогали выживать в этих регионах.
Кстати, недавно было интересное исследование. Те же самые гадрозавры, но уже из умеренных широт.
По стабильным изотопам стронция палеонтологи и геологи смогли реконструировать те расстояния, на которые гадрозавры мигрировали. Это 70 километров примерно, это сопоставимо с миграциями современных слонов. Так что не любили эти утконосые динозавры мигрировать куда-то.
И последнее местонахождение, о котором мы поговорим, это местонахождение Каканаут. Это Чукотка.
Одновозрастное местонахождение с позднемеловыми местонахождениями Аляски и Канады. И надо сказать, что там известна фауна динозавров, которая очень похожа на фауну Аляски и Канады.
Но здесь обнаружена скорлупа. А это тоже прямое свидетельство, что динозавры здесь размножались. И мы видим, что сама фауна динозавров была разнообразной. Кстати, других позвоночных там тоже не нашли, но это скорее из-за специфичности этого местонахождения.
Как же реконструировать климат? Мы понимаем, что в Аляске и Канаде было прохладно достаточно, а что же здесь? И тут на помощь приходит палеоботаника.
Разные палеонтологи, которые занимаются позвоночными, растениями, они друг другу всегда помогают. Ведь наша цель – реконструировать древнюю экосистему, а не какого-то конкретного динозавра. Есть такой анализ, который хорошо работает, начиная с позднего мела и почти до современности, потому что он основан на листьях цветковых растений. Ну а в раннем мелу либо еще раньше цветковых либо еще не было, либо их было мало.
Так вот, если проанализировать статистически форму листьев, размеры листьев, то можно пересчитать это в температуры среднегодовые. И оказалось, что в Каканауте, на Чукотке (сейчас это совершено полярные, холодные территории) среднегодовая температура была + 12 градусов. Для сравнения в тех же местах почти -18 среднегодовая. Ну, понятно, что совершенно другие условия. Но если брать какие-то современные аналоги, посмотреть – а что же на планете соответствует вот тем местообитаниям позднемеловым, чукотским? Оказалось, что современный аналог – это Япония, область Умедайра на острове Хонсю.
Где Чукотка, а где Япония. Это теплый климат, и то же самое было и на Чукотке 70 миллионов лет назад.
Мы его порезали.
Слева вы уже видели эти колонки, это полярный динозавр из Аляски, потом из умеренных широт. Красный столбец – это из нашей Чукотки. Мы не обнаружили никаких смен направления сосудов, все было достаточно однородно и полностью соответствует гистологии костей динозавров из умеренных широт. Климат там был достаточно теплый, и такого стресса не было. Вот такой вот интересный вывод мы смогли сделать.
Продолжение: Как выживали полярные динозавры? Часть 4