Как изменение позы конечностей помогло древним рептилиям расти

Новое исследование показало, как более вертикальная постановка конечностей помогла древним рептилиям преодолеть биомеханические ограничения размера тела, открыв путь для эволюции более крупных размеров у архозавров — группы, включающей крокодилов, динозавров и птиц.

Исследование, опубликованное в Science Advances, было проведено с использованием компьютерного моделирования и симуляции движений задних конечностей, использования мышц и нагрузок на бедренную кость у молодых и взрослых миссисипских аллигаторов. Эта линия древних рептилий возникла в раннем триасовом периоде, около 250 миллионов лет назад.

Результаты показывают, что по мере увеличения размеров аллигаторов механические нагрузки на их мышцы и кости возрастают. Однако при переходе к более вертикальной, выпрямленной позе, когда ноги расположены ближе под телом, эти нагрузки снижаются. Именно это биомеханическое облегчение позволило некоторым ранним рептилиям эволюционировать до более крупных размеров, не перегружая конечности.

Эти выводы были также проверены на масштабированной модели вымершего гигантского аллигатороида Deinosuchus riograndensis, жившего в позднем меловом периоде на территории Техаса. Его вес превышал 3 метрические тонны, что делает его одним из крупнейших крокодилов всех времен и примерно в три раза тяжелее самых больших современных гребнистых крокодилов.

Симуляция биомеханики конечностей показала, что чрезвычайно крупные крокодилы, возможно, утратили способность полностью отрывать тело от земли, полагаясь при передвижении по суше на волочение брюха.

Анализ предполагает, что как только животное с телосложением, подобным крокодильему, превышает размер взрослого миссисипского аллигатора (несколько сотен килограммов) и приближается к размеру Deinosuchus, механические ограничения силы мышц и прочности костей становятся слишком велики для ходьбы.

Профессор Джон Хатчинсон, RVC: «Наука может косвенно проверить, как эти формы и размеры могли обеспечивать движение... Мы можем узнать больше об основных принципах локомоции, чем при изучении только ныне живущих животных».

Доктор Масая Иидзима, ведущий автор исследования: «Чтобы дальше исследовать эволюционную связь между позой конечностей и размером тела у четвероногих позвоночных, наш следующий шаг — анализ ископаемых свидетельств, включая скелеты и следы».

Профессор Ричард Блоб, Университет Клемсона: «Гигантские размеры тела предъявляют экстремальные требования к организмам... Биомеханические анализы, подобные нашему, могут дать представление о том, как организмы раздвигают эти границы».