Рейтинг@Mail.ru
Поиск
x
Фотоконкурс «Дикая природа России»
Палеонтология

Шея некоторых птерозавров была длиннее, чем у жирафа. Как они летали?

National Geographic Россия
15 апреля 2021
_-.jpg
Аждархидный птерозавр в представлении художника
Фото: Davide Bonadonna
Теперь у ученых есть ответ на этот вопрос.

Многие современные животные имеют длинную шею, и жирафы — самый яркий пример подобных существ. Но в глубоком прошлом по земле бродили животные, из-за которых жирафы выглядели бы лишь любителями в соревновании на самую длинную шею.

Так, вымершие причудливые рептилии из рода Tanystropheus могли похвастаться трехметровой шеей, морские рептилии плезиозавры имели шею длиной до семи метров, а чемпионами среди длинношеих существ были динозавры-зауроподы, включая диплодоков, брахиозавров и бронтозавров.

Однако особенный интерес для ученых представляют собой аждархиды (Azhdarchidae). Эти гигантские летающие рептилии имели впечатляющий размах крыльев до 12 метров, а их шея была длиннее, чем у жирафов. Но как с такой шеей они держали голову прямо и продолжали летать, оставалось загадкой.

Группа ученых под руководством Дэвида Мартилла из Университета в Портсмуте и Кэриад Уильямс из Университета в Иллинойсе раскрыла этот секрет. Исследователи обнаружили, что тонкие шейные позвонки рептилий оставались крепкими благодаря сложной внутренней структуре, отличной от всего, что ученые видели раньше.

К концу триасового периода — около 237 миллионов лет назад — группа рептилий поднялась в небо. Это были птерозавры — изначально маленькие, с размахом крыльев не более двух метров. Но в течение мелового периода, от 145 до 66 миллионов лет назад, птерозавры претерпели фундаментальные изменения скелета, которые позволили им достичь огромного размаха крыльев, в некоторых случаях превышающего девять метров.

Различные длинношеие животные достигают большой длины по-разному. У некоторых больше шейных позвонков — костей, которые соединяются вместе, образуя шею. В других случаях каждый шейный позвонок длиннее — это называется удлиненным позвонком. У некоторых животных, например, зауроподов, длинные позвонки и их больше.

Поднять голову при такой длинной шее — непростая задача. В большинстве случаев, когда у животных эволюционировала особенно длинная шея, наблюдались значительные изменения в структуре отдельных позвонков. Исключениями стали морские животные, такие как плезиозавры, поскольку в их случае работу по поддержанию головы выполняла вода.

Особенно трудно держать голову должно было летающим животным, поскольку им, в отличие от наземных существ, приходилось поддерживать шею не в вертикальном, а в горизонтальном положении. В дополнение к этому позвонки должны были выдерживать вес не только головы, но и любой добычи, которую удавалось поймать летающим рептилиям.

_----.jpg
Wikimedia Commons Скелет Кецалькоатля (Quetzalcoatlus northropi) – одного из самых крупных известных представителей семейства аждархид. Размах его крыльев оценивается в 10-11 метров, хотя некоторые палеонтологи считают, что эта цифра доходила до 15 метров.

У наземных животных шейные кости можно укрепить за счет утолщения, можно добавить множество дополнительных сухожилий и связок, которые могут обволакивать кости, выступая в роли своеобразных контрфорсов. Но у летающих животных нет возможности прибавить в весе, поэтому нужно было искать другой выход.

Чтобы летать, птерозаврам требовались очень легкие скелеты. Со временем их кости стали чрезвычайно тонкими по сравнению с наземными животными. Кроме того, кости птерозавров были заполнены воздушными мешочками, что делало их намного легче.

Предыдущие исследования показали, что аждархиды — самые большие из когда-либо существовавших летающие животные — имели шеи с очень небольшой гибкостью. Шея должна была вытягиваться перед животным, когда оно летело, и, вероятно, торчала, как шея жирафа, когда животное находилось на земле.

Ученые решили узнать, какая подвижность наблюдалась между каждым позвонком этих рептилий. Они изучили группу окаменелостей, найденных в формации мелового периода Кем-Кем в восточном Марокко. Благодаря уникальным условиям сохранности ископаемые останки не подверглись значительным разрушениям. Это означало, что сохранилась их трехмерная форма, что упрощало изучение костей.

_--.jpg
David Martill 3D-модель внутренней части позвонка аждархидного птерозавра

Авторы работы обследовали пять позвонков с помощью компьютерной томографии и обнаружили внутри костей красивую правильную структуру, которая помогла сделать их сильными, оставаясь легкими.

Ученые рассмотрели не только нервную костную трубку, несущую спинной мозг внутри позвонка, но и тонкие распорки, удерживающие ее на месте. Они были расположены радиально — словно спицы в велосипедном колесе. Дополнительные распорки шли по спирали, обвивая позвонки изнутри.

Команда обнаружила, что напряжение передавалось с внешней стенки позвонка на внутреннюю нервную трубку через эти спицы, а оптимальное количество спиц обеспечивало максимальное увеличение силы при практически неизменном весе всей конструкции.

_---.jpg
Поперечный размер позвонка летающей рептилии

Наличие нервной трубки внутри позвонка, а не над ним, как у большинства животных с позвоночником, значительно уменьшило массу позвонка, сделало его намного легче и, что удивительно, сделало его крепче. Проще говоря, аждархиды могли ловить крупную добычу, не рискуя сломать себе шею — несомненное преимущество для любого животного.

Это необычная структура, ранее не встречавшаяся в природе, меняет наши представления об аждархидах. Это не просто рептилии с длинной шеей, а загадочные животные с феноменальной внутренней структурой, которая оптимизирует работу шеи, пишут исследователи.

рекомендации
Космический корабль, ракета

Приблизиться к космосу: двухдневный маршрут по Калуге и Боровску

Информация

Стоунхендж и каменные лабиринты России и Скандинавии

Карта, Россия

5 захватывающих туров по России от Камчатки до Кавказа