Новый ископаемый образец проливает свет на эволюцию дыхания динозавров
Международная команда ученых использовала мощные рентгеновские лучи на Европейском синхротроне (ESRF), чтобы показать, как дышал вымерший южноафриканский динозавр Heterodontosaurus tucki. Исследование опубликовано в журнале eLife 6 июля 2021 года.
В 2016 году ученые из Института эволюционных исследований Университета Витватерсранда (ЮАР) привезли в ESRF для сканирования полный скелет небольшого растительноядного динозавра возрастом 200 миллионов лет. Этот образец — наиболее полная из когда-либо обнаруженных окаменелостей вида Heterodontosaurus tucki. Его нашел в 2009 году в Восточно-Капской провинции ЮАР соавтор исследования Билли де Клерк.
Спустя годы, используя сканы и новый алгоритм, разработанный учеными ESRF, команда виртуально реконструировала скелет гетеродонтозавра с беспрецедентной детализацией и показала механизм его дыхания. «Этот образец представляет собой переломный момент в понимании эволюции динозавров», — объясняет Виктор Радермахер, ведущий автор исследования.
Не все животные используют одинаковые техники и органы для дыхания. Люди расширяют и сжимают легкие. У птиц есть воздушные мешки вне легких, которые нагнетают кислород, а сами легкие не двигаются. Долгое время палеонтологи предполагали, что все динозавры дышали как птицы, поскольку имели схожую анатомию дыхательной системы.
Однако это исследование показало, что у гетеродонтозавра было не так. У него были ребра в форме весла и маленькие кости, похожие на зубочистки. Чтобы дышать, он расширял и грудную клетку, и брюшную полость.
Heterodontosaurus tucki — один из древнейших и наиболее ранних представителей птицетазовых динозавров (Ornithischia), группы, включающей таких известных динозавров, как трицератопс, стегозавр и утконосые динозавры. Он жил в раннем юрском периоде, около 200 миллионов лет назад, пережив вымирание в конце предшествующего триасового периода.
Понимание того, как дышал этот динозавр, может помочь палеонтологам выяснить, какие биологические особенности позволили одним динозаврам выжить, а других привели к вымиранию.
«Это исследование можно было провести только на синхротроне», — говорит Винсент Фернандес, соавтор исследования. «Характеристики рентгеновских лучей ESRF в сочетании с конфигурацией его высокоэнергетической линии сделали возможным сканирование этого полного скелета динозавра размером с индейку».
«Главный вывод заключается в том, что существует множество способов дышать, — сказал Радермахер. — И самое интересное в жизни на Земле — это то, что у всех нас разные стратегии для выполнения одной и той же задачи, и мы только что определили новую стратегию дыхания».