№ 3

Сентябрь/2022

Russian Traveler 03/2022

Не только короткие лапки: у ти-рекса были крошечные глаза

Фото: University of Birmingham

На этой иллюстрации тираннозавра рекса оригинальная глазница и глаз динозавра (слева) сравниваются с гипотетической реконструкцией с круглой глазницей и увеличенным глазом (справа)

Ученые узнают все больше о самом популярном динозавре.

Челюсти тираннозавра обладали такой мощью, что могли с легкостью раскрошить кости его жертвы при одном щелчке. Но чтобы заполучить такой мощный укус, «королю динозавров» пришлось пойти на эволюционный компромисс и довольствоваться крошечными глазками.

Основываясь на анализе 410 окаменелых образцов рептилий мезозойского периода (от 252 до 66 миллионов лет назад), ученые пришли к выводу, что у тираннозавра рекса и других подобных ему плотоядных динозавров со временем глаза становились меньше, а сила укуса – все мощнее.

В частности, плотоядные рептилии с черепами длиной более метра, как правило, во взрослом возрасте имели удлиненные, похожие на замочную скважину глазницы, в то время как у их молодных потомков и травоядных всех возрастов глазницы были круглыми.

«Конечно, в этом есть смысл; по мере того, как хищники становились больше, они переключались на более крупную добычу, для борьбы с которой требовалась большая сила укуса», – Стиг Уолш, старший куратор отдела палеобиологии позвоночных в Национальных музеях Шотландии.

Новое исследование подтверждает идею о том, что мозг и органы чувств, такие как глаза, должны адаптироваться к основным стратегиям питания животных. А в случае с тираннозавром рексом эта стратегия питания базировалась именно на силе укуса.

Для своего анализа автор исследования Стефан Лаутеншлагер, палеонтолог позвоночных из Бирмингемского университета, изучил существующую литературу, где нашел описания черепов динозавров и рептилий, относящихся к мезозою. Из них он отобрал сотни черепов с хорошо сохранившимися глазницами, а также несколько неполных черепов, глазницы которых можно было реконструировать с «большой степенью достоверности».

410 экземпляров включали в себя широкий спектр видов, от крокодилов до громадных травоядных, таких как трицератопс (Triceratops), и плотоядных теропод, таких как тираннозавр рекс и тарбозавр батаар (Tarbosaurus bataar), родственник тираннозавра с таким же огромным телосложением и маленькими передними конечностями.  

Сравнивая все черепа, Лаутеншлагер обнаружил несколько закономерностей: у большинства существ, и особенно у травоядных, были круглые глазницы. Однако по мере «путешествия» через мезозой формы орбит большеголовых хищников начали трансформироваться в овальные отверстия и совсем крошечные отверстия в форме замочной скважины.

Молодые экземпляры некоторых из этих плотоядных, в том числе T. rex и T. bataar, показали, что у динозавров эти уменьшенные глазницы развились во взрослом возрасте, тогда как в юности они сохраняли круглые глазницы.

«Очевидно, что у нас нет свидетельств роста для многих видов, но те, что есть, доказывают, что причина наблюдаемых нами изменений формы связана с питанием», – Стиг Уолш.

По словам ученого, по мере того как молодой тираннозавр рос, росла и его добыча, и сила его укуса должна была увеличиваться, чтобы охотиться на неё.

Чтобы понять, как такие формы глазниц могли повлиять на способность динозавров прокусывать кости, Лаутеншлагер разработал три компьютерные модели, каждая из которых была сложнее предыдущей.

Первая и самая простая модель представляла собой плоскую пластину с вырезанными на ней глазницами различной формы. По словам ученого, «положение и форма отверстия влияют на то, как напряжение и деформация распространяются через пластину». Последней и самой сложной моделью был оцифрованный череп тираннозавра.

Эти модели показали, что во время имитации укуса глазницы в форме замочной скважины деформировались гораздо меньше, чем круглые, потому что они направляли силу укуса на крепкие кости позади глазницы.

«Форма замочной скважины уменьшает и перенаправляет напряжения в черепе во время укуса намного лучше, чем круговые глазницы. Это явно адаптация, обнаруженная у многих крупных хищников из разных групп. Что-то, что развилось независимо», – Стефан Лаутеншлагер.

По словам ученого, если бы в альтернативной вселенной у ти-рекса не развились уменьшенные глазницы, то один глаз динозавра весил бы почти 20 кг и был диаметром до 30 сантиметров. В реальности же глаза тираннозавра весили всего два килограмма при диаметре 13 сантиметров.

Как отмечает Уолш, наличие таких огромных глаз было бы метаболически затратным для тираннозавра и не соответствовало бы тому, что мы знаем о мозге этих животных.

«Сетчатка – это отросток области мозга, называемой промежуточным мозгом, и единственное, что мы знаем о крупных хищниках, таких как тираннозавр, – это то, что размер их мозга не поспевал за размером их тела по мере того, как они росли. Таким образом, если бы размер глаз тираннозавра соответствовал размеру его черепа, области мозга, отвечающие за зрение, также должны были бы увеличиваться», – Стиг Уолш.

Тем не менее, важно отметить, что хотя новое исследование дает убедительные подсказки об общих размерах глаз динозавров, окаменелые черепа не могут раскрыть мелкие детали анатомии глаза или связанных с ним мягких тканей, таких как нервы и мышцы.

«Именно здесь мы заходим в тупик в палеонтологии, поскольку мало что можем сказать о реальной форме глазного яблока на основе окаменелых костей. У некоторых видов динозавров могли быть специализированные глаза, похожие на глаза современных птиц», – объясняет Лаутеншлагер.

Интересный факт

Форма черепной коробки ти-рекса говорит о том, что у тираннозавра было очень хорошее обоняние. Исследование, проведенное в 2019 году, показало, что генов, отвечающих за обонятельные рецепторы, у него было в полтора раза больше, чем у человека, – к такому заключению ученые пришли, сопоставив сравнительные размеры участка мозга, обрабатывающего запахи.

А ещё тираннозавр (и другие крупные хищные динозавры) сбрасывал избыточное тепло с помощью больших пазух в морде. Подобно кузнецу, работающему с мехами, динозавр напрягал челюсти, загоняя воздух в пазухи, а потом выталкивал его обратно, благодаря чему влага в них испарялась, отводя тепло.