Сибирские стегозавры научились жевать, чтобы выживать

Рис. 1. Вид с высоты птичьего полета на лесную дорогу к раннемеловому местонахождению на берегу ручья Тээтэ, расположенному в Сунтарском улусе Якутии. Фото Дмитрия Григорьева

Приполярные и заполярные динозавры, как таковые, уже перестали быть научной сенсацией. Меловые континентальные разрезы Аляски (США), Юкона (Канада), Виктории и Нового Южного Уэльса (Австралия) изучены уже достаточно неплохо. В перечень подобных местонахождений входит и ручей Тээтэ в бассейне реки Вилюй, пересекающей восточную часть Республики Саха (Якутия). Однако до сих пор остаются не вполне ясными приспособительные признаки (поведенческие и анатомические), позволившие этим крупным и изначально теплолюбивым животным освоить высокие широты с суровым климатом и длительной полярной ночью. Новая работа российских палеонтологов отчасти раскрывает тайны сибирских динозавров. Оказывается, якутские стегозавры, будучи одними из последних представителей своей группы, научились по-настоящему жевать: нижняя челюсть могла свободно смещаться, а зубы плотно смыкались и, по мере истирания, быстро обновлялись. Такая адаптация позволяла им питаться довольно жесткой раннемеловой сибирской растительностью.

Якутские нижнемеловые костеносные слои в низовьях ручья Тээтэ были открыты советскими геологами в 1960-х годах. В серии совместных экспедиций, проведенных в 1988 и 2002–2005 годах якутским Институтом геологии алмаза и благородных металлов СО РАН (ИГАиБМ СО РАН) и московским Палеонтологическим институтом РАН, в которых приняли участие Петр Колосов, Сергей Курзанов, Юрий Губин и Михаил Ефимов, а также местные школьники, были собраны, хотя и фрагментарные, но обширные коллекции костей, зубов и даже когтей и шипов динозавров, включая стегозавров и хищных дромеозаврид и аллозаврид. Были найдены и остатки других раннемеловых наземных позвоночных — хористодер (полуводных архозавроморф), цинодонтов (зверообразных рептилий — родственников млекопитающих) и саламандр.

Рис. 2. Общий вид мелового местонахождения на ручье Тээтэ (Сунтарский улус, Якутия). Фото Дмитрия Григорьева

В последние годы, благодаря работам международных научных коллективов, к этому списку добавились орнитоподы и завроподы, а также разнообразные древние млекопитающие (харамийиды, докодонты и эутриконодонты), черепахи, ящерицы, палеониски и амиевые рыбы (обе группы представляют древние ветви костных рыб). Некоторые из этих животных — стегозавры, завроподы, черепахи — являлись самыми северными представителями своих групп (см.: Найденные в Якутии зубы принадлежали самым северным завроподам, «Элементы», 10.12.2019).

Рис. 3. Палеонтологические работы на ручье Тээтэ. Слева — промывка зубов и других мелких окаменелостей, справа — ведущий автор обсуждаемой статьи Павел Скучас. Фото Дмитрия Григорьева

Исследования высокоширотных динозавров, которые населяли северо-запад Северной Америки и юго-восток Австралии (в меловом периоде все эти территории находились ближе к полюсам, чем сегодня), показали, что многие из них жили там постоянно (см.: На севере Аляски нашли остатки новорожденных динозавров семи неродственных видов, «Элементы», 30.06.2021).

Рис. 4. Карта-схема, показывающая положение континентов в конце юрского и меловом периодах. Указаны местонахождения остатков высокоширотных динозавров и других позвоночных, а также их ископаемых следов (показаны контурами). Размеры кружочков соответствуют видовому разнообразию биоты. Местонахождения: lJ — позднеюрские, eK — раннемеловые, lK — позднемеловые. Рисунок из статьи T. H. Rich, P. Vickers-Rich, 2016. Southeastern Australia’s Cretaceous polar tetrapods in a Greenhouse World

Примечательно, что некоторые ящеры отличались от своих более южных близких родственников. Например, часть крупных орнитопод — эдмонтозавров (Edmontosaurus) — мигрировала вдоль тихоокеанского побережья Северной Америки и росла постоянно, а другая часть — оставалась «ночевать» в приполярной части континента, и у них замедлялся рост (A. Chinsamy et al., 2012. Hadrosaurs were perennial polar residents). Причем, им приходилось пить холодную воду (а, возможно, и лизать снег): в их костной ткани заметно выше (по сравнению с нормой) содержание легкого изотопа кислорода, что характерно для холодного климата, а в ткани такие изотопы попадают именно с водой или снегом (C. A. Suarez et al., 2013. Use of multiple oxygen isotope proxies for elucidating Arctic Cretaceous paleo-hydrology). Кости приполярных эдмонтозавров гораздо плотнее были пронизаны кровеносными сосудами, чем у их кочующих соплеменников. Такое свойство кровеносной системы (среди наших современников аналогичное приспособление есть у северных оленей) позволяло этим гребенчатым ящерам меньше терять накопленное тепло.

Среди динозавров из южного заполярья тоже было немало особенных форм. Так, леэллиназавра (Leaellynasaura), принадлежащая к мелким орнитоподам, выделялась огромными глазами и сравнительно большим мозгом (что видно на прекрасно сохранившимся черепе), что, возможно, позволяло этому мелкому хищнику лучше находить пищу в течение долгих сумерек (P. Vickers-Rich, T. H. Rich, 1993. Dinosaurs of polar Australia). Есть находки нор, по размеру подходящих этому динозаврику, в которых такие, как он, могли прятаться в особенно лютые морозы (A. J. Martin, 2009. Dinosaurs burrows in the Otway Group (Albian) of Victoria, Australia, and their relation to Cretaceous polar environments). Кроме того, многие (а, может, и все) южно-полярные ящеры отличались густым перьевым покровом.

Новая работа, посвященная якутским динозаврам, которую проделали Павел Скучас и Дмитрий Григорьев из Санкт-Петербургского государственного университета, Александр Аверьянов из Зоологического института РАН, неувядающий Петр Колосов из ИГАиБМ СО РАН и их коллеги, показала, что и те отличались «лица необщим выраженьем».

Во-первых, эти находки подтвердили, что раннемеловая Сибирь представляла собой рефугий (от лат. refugium — убежище), где продолжали существовать «пережитки прошлого» — юрского периода. К ним принадлежали архаичные саламандры и цинодонты, а также, собственно, стегозавры — горбатые растительноядные ящеры с рядом широких пластин вдоль спины и длинными шипами на хвосте. (Кстати, и южно-австралийское заполярье отличалось своего рода «винтажностью»: там, например, встречались давно исчезнувшие во всем мире гигантские темноспондильные амфибии.)

Во-вторых, хотя от стегозавров и остались только отдельные зубы, именно эти скелетные элементы хранят наиболее важную информацию о своем хозяине. К тому же их собрано довольно много — 63 штуки. Наличие мелких зубиков (менее 2,5 мм шириной и до 4,3 мм длиной) указывает на то, что в Сибири выживал и молодняк этих динозавров, а, значит, они могли иметь здесь «постоянную прописку». Коронка зубов стегозавров представляет собой уплощенную с боков, зазубренную и приостренную, слегка асимметричную гребенчатую пластинку с массивной кольцевидной шейкой. Однако так выглядят совсем новые зубы, которые еще не успели заметно сточиться (рис. 5).

Рис. 5. Новые, толком не использованные зубы раннемеловых стегозавров (ручей Тээтэ, Сунтарский улус, Якутия). Фото из обсуждаемой статьи в PLoS ONE

На Тээтэ большинство верхних и нижних зубов оказались пользованными (впрочем, а что тут удивительного? — ими же пищу размельчают): с сильно истертыми поверхностями, образующими до трех плоских граней (рис. 6). Наличие таких граней предполагает, что зубы плотно смыкались. На языке науки (и стоматологии) это явление называется окклюзией и свидетельствует о том, что зубами пищу не просто зажимали или кромсали (нарезали), а именно перетирали. А, значит, стегозавр медленно пережевывал пищу. Об этом же свидетельствуют царапины определенной направленности: нижняя челюсть не только открывалась и закрывалась, но и скользила вдоль верхней вперед и назад.

Рис. 6. Истертый зуб раннемелового стегозавра (ручей Тээтэ, Сунтарский улус, Якутия). Фото Дмитрия Григорьева

Гистологическое изучение зубных тканей выявило еще одну интересную особенность зубов северных стегозавров: согласно подсчету слоев дентина (они откладывались ежедневно), зубы росли до 95 дней (рис. 7). После этого срока, видимо, замещались новыми.

Рис. 7. Гистологический срез зуба раннемелового стегозавра (ручей Тээтэ, Сунтарский улус, Якутия). Слева — коронка (bcf — пучки коллагеновых волокон, cp — пульпарная полость, de — дентин, en — эмаль, edj — граница эмалевых и дентиновых слоев), справа — деталь, показывающая суточные линии нарастания дентина (пронумерованы справа налево). Фото из обсуждаемой статьи в PLoS ONE

Такие темпы развития зубов заметно опережали скорость их роста у других представителей динозавров (от 132 до 933 дней). Не исключено, что так происходило, потому что зубы якутских стегозавров были относительно маленькими. Однако более вероятно, что зубы сибирских динозавров быстрее изнашивались и требовали более высоких темпов замещения. Обилие истертых зубов свидетельствует в пользу последней гипотезы. Среди раннемеловой растительности Тээтэ преобладали мхи, плауны, папоротники и разные древовидные хвойные. И листья, и ветви этих деревьев были достаточно жесткой пищей, способствовавшей быстрому изнашиванию зубов. Но, хочешь выжить — ешь, что дают...

Источник: Pavel P. Skutschas, Vera A. Gvozdkova, Alexander O. Averianov, Alexey V. Lopatin, Thomas Martin, Rico Schellhorn, Petr N. Kolosov, Valentina D. Markova, Veniamin V. Kolchanov, Dmitry V. Grigoriev, Ivan T. Kuzmin and Dmitry D. Vitenko. Wear patterns and dental functioning in an Early Cretaceous stegosaur from Yakutia, Eastern Russia // PLoS ONE. 2021. DOI: 10.1371/journal.pone.0248163

Андрей Журавлев