Как разные травоядные динозавры решали проблему питания растениями
Новое исследование ученых из Музея естественной истории и университетов Бристоля и Бирмингема показало, что, хотя большинство ранних динозавров были вегетарианцами, они использовали удивительно разные стратегии для переработки растительной пищи.
Ученые применили компьютерную томографию (КТ) черепов динозавров, чтобы отследить эволюцию ранних травоядных. Они реконструировали челюстные мышцы и измерили силу укуса, чтобы понять, как развивалось питание динозавров.
Ключом к разгадке их пищевых привычек стали пять черепов из растительноядной группы Ornithischia: Heterodontosaurus, Lesothosaurus, Scelidosaurus, Hypsilophodon и Psittacosaurus — ранних представителей будущих основных групп травоядных динозавров.
Исследование, опубликованное в журнале Current Biology, показало, что ранние «вегетарианские» динозавры эволюционировали очень разными способами для усвоения растительной диеты.
Разные решения одной проблемы
- Heterodontosaurus имел относительно большие челюстные мышцы для размера своего черепа, что создавало высокую силу укуса, идеальную для потребления жесткой растительности.
- Scelidosaurus обладал схожей силой укуса, но относительно меньшими челюстными мышцами. Однако эти животные имели больший общий размер тела, что позволяло им достигать сильного укуса.
- Hypsilophodon, напротив, не имел крупных мышц. Вместо этого эти динозавры переориентировали свои мышцы, чтобы кусать эффективнее, но с меньшей мышечной силой.
Д-р Стефан Лаутеншлагер: «Мы обнаружили, что каждый динозавр решал проблемы, связанные с растительной диетой, с помощью совершенно разных пищевых техник... Хотя эти животные выглядели очень похожими, их индивидуальные решения одних и тех же проблем иллюстрируют непредсказуемую природу эволюции».
Методология исследования
После КТ-сканирования черепов команда реконструировала челюстные мышцы, используя данные о птицах и крокодилах. Затем был проведен «метод конечных элементов»:
- Череп был разделен на тысячи отдельных частей (элементов).
- Рассчитывалась сила укуса, которую могли генерировать мышцы, на основе их размера и расположения.
- Каждый череп моделировался для укуса воображаемого объекта, чтобы увидеть, как разные элементы реагируют на приложенную силу.
Полученные тепловые карты показали области черепа, подверженные сильному и слабому напряжению. Результаты подтвердили, что, хотя все эти динозавры питались растениями, каждый делал это по-своему.
Значение открытий
Профессор Пол Барретт: «Если вы хотите понять, как динозавры так эффективно диверсифицировались в столько разных типов, крайне важно узнать, как они эволюционировали, чтобы питаться таким широким разнообразием растительности столькими способами. Это разнообразие механизмов питания подготовило их к доминированию на суше на миллионы лет вперед».
Д-р Дэвид Баттон: «Это исследование помогает нам понять, как животные эволюционируют, чтобы занять новые экологические ниши. Оно показывает, что даже похожие животные, переходя на схожий рацион, не всегда будут развивать одинаковые характеристики. Это подчеркивает, насколько инновационной и непредсказуемой может быть эволюция».