Отверстия в костях детёнышей динозавров показывают, как вылупившиеся размером с футбольный мяч особи вырастали в 3-тонных подростков
Новое исследование, опубликованное в журнале Paleobiology, определило, сколько энергии использовали динозавры размером с микроавтобус вида Maiasaura при росте до взрослого состояния. Результаты показывают, что они были способны поглощать огромное количество энергии и питательных веществ, используя их для быстрого роста и уровня активности, сопоставимого с современными млекопитающими.
Как растут и восстанавливаются кости
Активный образ жизни оставляет следы в скелете. Нагрузки вызывают микротрещины в костях, которые у динозавров, как у птиц, млекопитающих и варанов, заживают в процессе ремоделирования кости. При этом старую костную ткань растворяют и заменяют новой, образуя структуры под названием «вторичные остеоны».
Однако мало внимания уделялось костям детёнышей динозавров, где идёт процесс моделирования кости — первичного формирования. Основная проблема — нехватка коллекций костей одного вида на разных стадиях роста.
«Хорошая мать-рептилия»
Одна из лучших в мире серий роста костей динозавров происходит из формации Ту Медисин в штате Монтана, США. Она принадлежит гадрозавру Maiasaura («хорошая мать-рептилия»), который, по-видимому, заботился о яйцах и потомстве более года после вылупления.
Молодые особи росли с поразительной скоростью:
- К двум годам достигали 200–400 кг.
- К подростковому возрасту — более 3000 кг.
Для сравнения, холоднокровные гребнистые крокодилы в два года весят всего около 6 кг, а к 10–16 годам (взрослое состояние) самки весят ~34 кг, самцы — ~115 кг.
Такой быстрый рост требовал много кислорода и питательных веществ, доставляемых кровью. Кровоснабжение длинных костей ноги (бедренной, большеберцовой) идёт через главную питательную артерию, которая входит в кость через отверстие — форамен.
Измерение кровотока по костям
Размер форамена оказался косвенным показателем скорости кровотока к кости. Эта «методика форамена» ранее использовалась для оценки скорости кровотока и расхода энергии у взрослых динозавров.
Чтобы применить её к быстрорастущим детёнышам Maiasaura, исследователи изучили коллекцию окаменелостей в Музее Скалистых гор в Бозмене, Монтана. Возраст особей на момент смерти был определён ранее.
Быстрый рост требует больших затрат
Результаты работы оказались чёткими:
- Скорость кровотока, рассчитанная по размеру форамена, была сопоставима у годовалых динозавров (вес 189–455 кг) и у взрослых 6–11 лет (вес 1680–3200 кг).
- У годовалой особи к каждому грамму большеберцовой кости притекало примерно в 4 раза больше крови, чем у взрослой.
- У только что вылупившегося детёныша Maiasaura весом 2 кг скорость кровотока на грамм бедренной кости была в 15 раз выше, чем у взрослых.
Эти различия показывают, насколько больше энергии и питательных веществ требовалось для построения костей на ранних стадиях быстрого роста по сравнению с поддержанием костей во взрослом возрасте.
Размер форамена у взрослых Maiasaura также был сопоставим с таковым у современных млекопитающих и намного больше, чем у большинства современных рептилий. Эти данные подтверждают, что динозавры не были холоднокровными и медлительными, а являлись теплокровными, очень активными и быстрорастущими животными, доминировавшими в ландшафте мезозоя.