Разные стили полёта у крупных птерозавров: одни махали крыльями, другие парили
Новое исследование, опубликованное в Journal of Vertebrate Paleontology, демонстрирует, что одни виды птерозавров летали, активно махая крыльями, в то время как другие парили, подобно современным грифам.
Долгое время учёные спорили, могли ли вообще летать самые крупные птерозавры.
Однако «выдающаяся» и «редкая» трёхмерная сохранность окаменелостей двух разных видов крупных аждархоидных птерозавров — включая один новый для науки — позволила предположить, что крупнейшие птерозавры не только могли подниматься в воздух, но и их стили полёта различались.
Исследование провели эксперты из Мичиганского университета (США), Управления природных ресурсов и Университета Ярмук (Иордания), а также из Саудовской геологической службы (Саудовская Аравия).
В работе подробно описаны эти окаменелости, датируемые поздним меловым периодом (примерно 72–66 млн лет назад). Они были исключительно трёхмерно сохранены в двух разных местонахождениях, представляющих прибрежную среду на окраине Афро-Аравии — древнего массива суши, включавшего Африку и Аравийский полуостров.
Исследовательская группа использовала высокоразрешающую компьютерную томографию (КТ), чтобы проанализировать внутреннюю структуру костей крыла.
«Команда раскопок была крайне удивлена, обнаружив трёхмерно сохранившиеся кости птерозавра. Это очень редкий случай», — объясняет ведущий автор доктор Кирстин Розенбах из Мичиганского университета.
«Поскольку кости птерозавров полые, они очень хрупкие и чаще всего находят их расплющенными, как блин, если они вообще сохраняются. Из-за такой редкости 3D-сохранности у нас не так много информации о том, как выглядят кости птерозавров изнутри, поэтому я хотела сделать им КТ-сканирование. Вполне возможно, что внутри ничего не сохранилось, или что КТ-сканеры недостаточно чувствительны, чтобы отличить ткань окаменелой кости от окружающей породы».
К счастью, команда обнаружила «выдающиеся» и «захватывающие внутренние структуры, не только сохранившиеся, но и видимые на КТ-сканере».
КТ-сканы показывают: один парил, другой махал крыльями
Недавно собранные образцы уже известного гигантского птерозавра Arambourgiania philadelphiae подтвердили его 10-метровый размах крыльев и впервые позволили изучить структуру его костей. КТ-изображения показали, что внутри его полой плечевой кости (humerus) находится серия гребней, которые спирально поднимаются и опускаются вдоль кости.
Это напоминает структуры внутри костей крыла современных грифов. Предполагается, что спиральные гребни сопротивляются скручивающим нагрузкам, связанным с парящим полётом (длительным машущим полётом, требующим взлёта и поддерживающего взмаха).
Другой проанализированный образец — новый для науки вид Inabtanin alarabia с пятиметровым размахом крыльев. Команда назвала его по месту раскопок — возле большого холма виноградного цвета под названием Таль-Инаб. Родовое название сочетает арабские слова «inab» (виноград) и «tanin» (дракон). «Alarabia» отсылает к Аравийскому полуострову.
Inabtanin — один из наиболее полных птерозавров, когда-либо найденных в Афро-Аравии. КТ-сканирование показало, что структура его летательных костей полностью отличалась от Arambourgiania.
Внутренняя часть костей была пересечена системой распорок (struts), соответствующих тем, что встречаются в костях крыльев современных машущих птиц.
Это указывает на адаптацию к сопротивлению изгибающим нагрузкам, связанным с машущим полётом, и, вероятно, Inabtanin летал именно так — хотя это не исключает и периодического использования других стилей полёта.
«Распорки, найденные у Inabtanin, было интересно увидеть, хотя они и не необычны, — говорит доктор Розенбах. — Гребни у Arambourgiania были совершенно неожиданными, сначала мы не были уверены, что видим. Возможность увидеть полную 3D-модель плечевой кости Arambourgiania, выстланную спиральными гребнями, была просто потрясающей».
Что объясняет эту разницу?
Открытие различных стилей полёта у птерозавров разного размера «захватывающе», отмечают эксперты, потому что оно открывает окно в то, как жили эти животные. Оно также ставит интересные вопросы: в какой степени стиль полёта коррелирует с размером тела и какой стиль был более распространён среди птерозавров.
«Существует настолько ограниченная информация о внутренней структуре костей птерозавров в разные периоды, что трудно с уверенностью сказать, какой стиль полёта появился первым, — добавляет доктор Розенбах. — Если мы посмотрим на другие группы летающих позвоночных, птиц и летучих мышей, мы увидим, что машущий полёт, безусловно, является наиболее распространённым поведением. Даже птицы, которые парят или планируют, требуют некоторого взмаха, чтобы подняться в воздух и поддерживать полёт. Это заставляет меня полагать, что машущий полёт является состоянием по умолчанию, а поведение парящего полёта, возможно, развилось позже, если оно было выгодно для популяции птерозавров в определённой среде; в данном случае — в открытом океане».
Соавтор профессор Джефф Уилсон Мантилья, куратор Музея палеонтологии Мичигана, и доктор Ияд Залмут из Саудовской геологической службы нашли эти образцы в 2007 году на местонахождениях на севере и юге Иордании.
Профессор Джефф Уилсон Мантилья говорит, что «вариации, вероятно, отражают реакцию на механические силы, приложенные к крыльям птерозавров во время полёта».
Основа для дальнейшего изучения полёта позвоночных
В заключение доктор Розенбах заявляет: «Птерозавры были первыми и крупнейшими позвоночными, развившими машущий полёт, но они — единственная крупная летающая группа, которая вымерла. Попытки понять механику их полёта до сих пор опирались на аэродинамические принципы и аналогии с современными птицами и летучими мышами. Это исследование предоставляет основу для дальнейшего изучения корреляции между внутренней структурой костей и способностью к полёту, а также поведением, и, надеюсь, приведёт к более широкой выборке данных о структуре летательных костей у образцов птерозавров».