Spinosaurus не был водным динозавром, утверждают исследователи

Охотничьи привычки Spinosaurus aegyptiacus, крупнейшего известного хищного динозавра, стали предметом жарких научных дебатов после публикации в 2014 году описания наиболее полных на сегодняшний день окаменелостей.

Тогда спинозавра описали как «полуводного» хищника, который патрулировал берега рек мелового периода, заходя на илистые отмели, чтобы хватать рыбу массивными крокодильими челюстями с переплетающимися зубами.

Более поздние открытия отодвинули спинозавра дальше от берега: некоторые учёные предположили, что он был хорошо приспособлен для преследования добычи на глубине. Эти аргументы основаны на новых окаменелостях, указывающих на наличие мясистого, похожего на весло хвоста для плавания и плотных костей, помогавших погружаться.

Однако новая статья палеонтологов из Чикагского университета и их коллег отвергает эту «водную гипотезу» как надуманную. Используя обновлённые виртуальные реконструкции скелета и массы тела на основе окаменелостей, они проанализировали его способность двигать своим огромным телом под водой. Выяснилось, что, хотя спинозавр действительно был грозой береговой линии со многими адаптациями к жизни у воды, он не мог быть полностью водным, проворным подводным хищником.

«Думаю ли я, что это животное регулярно заходило в воду? Абсолютно. Но я не считаю, что оно было хорошим пловцом или способно к полному погружению», — сказал Пол Серено, профессор биологии организмов и анатомии в UChicago, ведущий автор нового исследования и соавтор первоначального открытия спинозавра в 2014 году.

Новая статья под названием «Spinosaurus is not an aquatic dinosaur» была размещена как препринт на bioRxiv и опубликована 30 ноября в журнале eLife.

Неуловимый с самого начала

Spinosaurus aegyptiacus оставался неуловимым существом с тех пор, как немецкий палеонтолог Эрнст фон Штромер обнаружил его скелет в Египте в 1915 году. С удлинёнными челюстями и большим «парусом» на спине, Штромер изначально описал спинозавра как двуногого хищника, питающегося рыбой. Окаменелости были уничтожены во время бомбардировок союзников во Второй мировой войне. Остались только заметки и рисунки Штромера.

Десятилетия спустя шахтёры в юго-восточном Марокко обнаружили ещё один скелет спинозавра в песчанике. Эти окаменелости легли в основу исследования 2014 года, опубликованного в Science, где Серено и его команда проанализировали новые находки, частичный череп и другие образцы из музеев мира, а также оригинальные записи Штромера.

Их выводы принесли команде мировое признание. Они изобразили спинозавра как почти 15-метрового монстра с огромными переплетающимися зубами для ловли рыбы, длинной шеей и туловищем, короткими задними конечностями с мускулистыми бёдрами и огромными спинными отростками, образующими характерный «парус». Череп имел маленькие ноздри, расположенные дальше назад, чтобы дышать при частичном погружении, и крокодилоподобные нейрососудистые отверстия на морде, возможно, для рецепторов, чувствующих движение в воде. Тем не менее, исследователи всё ещё рассматривали зверя как «полуводного», лучше всего приспособленного к жизни на суше с заходами на мелководье для кормёжки.

После этих первоначальных выводов исследователи из Портсмутского университета (Великобритания) изучили почти полный хвост скелета, скрытый в осадке рядом с первоначальным карьером. Хвост имел высокие тонкие отростки, которые были бы покрыты кожей, образуя продолжение «паруса» на спине. В статье 2020 года в Nature британская команда предположила, что спинозавр использовал этот мясистый хвост для движения в толще воды, как угорь, будучи полностью водным хищником.

В этом году та же команда опубликовала ещё одну статью в Nature, сравнив плотность костей спинозавра с широким спектром живых и вымерших животных. Они пришли к выводу, что у динозавра были очень плотные костные стенки, как у пингвинов, что предполагает, что он действительно проводил большую часть времени в воде, используя тяжёлые кости в качестве балласта для регулярного погружения.

Грозный хищник, но неуклюжий пловец

Тем временем Серено и коллеги подошли к вопросу с нескольких новых сторон, начав с ошибки в статье 2014 года. При расчёте центра тяжести животного программное обеспечение не учло должным образом объём лёгких, что наклонило модель вперёд и заставило команду поверить, что он ходил на четырёх конечностях.

В новом исследовании команда Серено построила свежую модель спинозавра на основе КТ-сканов скелета, добавив мускулатуру и массу тела на основе современных рептилий. На этот раз они учли объём лёгких, что расположило центр тяжести над бёдрами, позволив обычную двуногую (бипедальную) стойку, как у всех других крупных динозавров-хищников. Серено утверждает, что плотные кости логичны для такого крупного животного, ходящего на двух ногах.

«Твёрдые конечности нужны не для балласта при плавании, а для поддержки огромного веса зверя», — сказал он.

Команда также изучила биомеханику более полной структуры хвоста и проанализировала его полезность для плавания. Эксперт по механике хвостов Фрэнк Фиш из Уэст-Честерского университета (Пенсильвания) рассчитал силу тяги современных аллигаторов и других рептилий с мускулистыми хвостами с костными отростками, как у нового хвоста спинозавра. Используя формулы, часто применяемые для расчёта угреподобного плавания, они экстраполировали мощность, которую спинозавр мог бы производить, изгибая хвост и гребя ногами.

Оказалось, что она была на порядок меньше, чем у аллигатора, который при плавании поджимает конечности как неэффективные. Спинозавр с такой огромной массой тела, большим «парусом» и болтающимися сзади задними ногами был бы слишком устойчив к силам под водой и слишком жёстким, чтобы двигаться за счёт водного изгибания.

«Мы основывали наши расчёты на точных моделях хвоста и стопы и на том, как они должны масштабироваться, если бы он был устроен как крокодилы», — сказал Серено.

Спинозавр был слишком плавучим для глубокого погружения

Команда также рассчитала, что спинозавр был бы слишком плавучим, чтобы регулярно полностью погружаться, для чего потребовалось бы в 15–25 раз больше мощности хвоста, чем предполагалось. Костно-мышечная структура хвоста не была бы достаточно гибкой для плавного движения в воде, в отличие от мясистых хвостовых плавников китов или лёгких, пружинистых плавников рыб. Тяжёлый костный «парус» на спине также делал бы его неуклюжим пловцом, который с трудом мог бы переворачиваться, в отличие от аллигаторов и крокодилов, легко вращающихся и кувыркающихся для преследования добычи.

Наконец, команда Серено обратилась к географической летописи окаменелостей, чтобы доказать, что спинозавр не мог быть высокоспециализированным полностью водным хищником. Больше его окаменелостей было найдено в двух внутренних бассейнах в Нигере, вдали от любой доисторической морской береговой линии. Они были погребены в речных отложениях вместе с другими крупными травоядными, что предполагает жизнь как в морских, так и в пресноводных местообитаниях.

В новой статье авторы приходят к выводу, что эти данные убедительно подтверждают, что Spinosaurus aegyptiacus — это «полуводный двуногий хищник, подстерегающий добычу у края как прибрежных, так и внутренних водотоков».