Завроподы
Завропо́ды[1][2], или зауропо́ды[3][4], или ящероно́гие[5] (лат. Sauropoda, буквально — «ящероногие» динозавры), — большая группа четвероногих растительноядных динозавров из отряда ящеротазовых, обитавших с конца триасового[6] по меловой период (около 210—66 миллионов лет назад) на всех материках, включая Антарктиду[7][8][9]. Отличительными особенностями их тела были очень длинная шея, длинные хвосты, маленькие головы (по отношению к остальной части их тела) и четыре массивные столбообразные конечности, которые похожи на таковые у современных слонов. Некоторые виды завропод в процессе эволюции достигли огромных размеров. В эту группу входят самые крупные животные, которые когда-либо жили на суше, с массой тела более 60 тонн[10]. Гигантизм подвёл данную группу к физиологически возможным пределам строения организма для наземных позвоночных, что сделало их крупнейшими наземными животными в истории Земли. В животном мире лишь немногие виды китов обладают ещё большей массой тела. Завроподы впервые появились в конце триасового периода[6]. К поздней юре (150 миллионов лет назад) завроподы стали широко распространёнными на территории суши животными (особенно диплодоциды и брахиозавриды). В конце мела эти группы были в основном заменены титанозаврами, которые имели почти глобальное распространение. Как и в случае с другими средними и крупными животными, титанозавры вымерли в процессе мел-палеогенового вымирания[11]. В то время как ранние двуногие завроподоморфы, вероятно, были способны быстро выслеживать добычу, более поздняя эволюционная история группы характеризуется увеличением размера тела, сопровождающимся растительноядностью, экстремальным удлинением шеи и четвероногим способом передвижения[12]. Название завроподы было впервые предложено Отниелем Чарлзом Маршем в 1878 году[13]. Весь период их изучения отличался обсуждением вопроса классификации группы. На сегодняшний день систематика завропод вызывает споры, а филогенетические анализы различных авторов во многом разнятся. Они были одной из самых разнообразных и распространенных групп растительноядных динозавров. С более чем 150 достоверно признанными видами завроподы являются второй по разнообразию группой динозавров[14]. Однако полные скелеты завропод известны только у пяти родов. Многие виды, особенно самые крупные, известны только из изолированных и вычлененных костей. У многих почти завершенных образцов отсутствуют головы, кончики хвоста и конечности. Самый крупный завропод титанозавр бравипароп известен и описан на основании ихнофоссилий (отпечатков ног в виде вереницы следов). Завроподы — одна из самых узнаваемых групп динозавров. Они стали неотъемлемой частью массовой культуры благодаря своим внушительным размерам, появляясь во многих документальных и художественных фильмах. Наиболее известными представителями завропод являются диплодоки, брахиозавры, апатозавры и бронтозавры. Символ зауропода в Юникоде — 🦕. ОписаниеЗавроподы представляли собой гигантских четвероногих динозавров с небольшим по сравнению с общим размером черепом, массивным телом и длинной шеей, доходящей у некоторых видов до 9—11 метров. Ноздри смещены к глазницам. Зубы мелкие, шпателевидные. Их эволюция демонстрирует феноменальные возможности адаптации к изменяющимся условиям, результатом чего является большое разнообразие этих животных. Размеры и вес гигантов являются предметом спора специалистов и имеют большой разброс оценок. ЧерепЗавроподы отличаются относительно небольшой головой, около 1/200 по сравнению с общими размерами. По сравнению с фоссилиями других частей скелета, черепа завропод является довольно редкой находкой для палеонтологов. Известны менее одной трети черепов от общего количества родов завропод, и ещё меньше известны находки полного черепа. Поэтому каждая находка черепа завропода представляет для палеонтологов особый интерес. В результате открытия нового вида абидозавра в 2010 году, с отлично сохранившимся черепом, была подтверждена теория уменьшения величины зубов с ранней юры до мелового периода[15]. КонечностиВопреки названию («ящероногие»), строением конечностей похожи не на ящериц, а на слонов (сходные адаптации к гигантизму). Более длинные передние, чем задние, конечности многих видов свидетельствуют о том, что пищу эти рептилии собирали преимущественно выше уровня туловища — кормились древесной листвой. Хотя другие виды могли кормиться водной и околоводной растительностью или в кустарниках. Компьютерное моделирование локомоции завропод представлено в видеофайле 1[16]. Видоизменённые позвонки крестцового отдела позвоночника образовали подобие черепа. Крестцовый мозг превышал размерами головной в 20 раз. ХвостХвост использовался в брачных ухаживаниях: самцы били хвостами о землю, создавая оглушающий (для слуха современного человека) грохот — самки добивался тот самец, кто издавал самый громкий звук. В точке хвоста, где скорость превышала скорость звука, позвонки для прочности срослись. Удары хвостом могли также использоваться для защиты от хищников.[источник не указан 3944 дня] Морфологические особенностиМногие завроподы, как, например, амаргазавр несли на себе всевозможные шипы, гребни и прочие «причудливые структуры», что визуально увеличивало их размер и, вероятно, служило для общения с сородичами — указывало на видовую принадлежность, могло сделать их внешне крупнее и/или сообщать о достижении рептилией половой зрелости. Для защиты от хищников большая часть «украшений», если не все, была непригодна. Размеры и весЗавроподы были гигантскими потомками удивительно маленьких предков — базальных динозавроморфов, таких как Pseudolagosuchus и Маразух из среднего триаса Аргентины, которые весили примерно 1 кг или меньше. Они превратились в ящеротазовых, которые претерпели быстрое увеличение размера на основе набора морфологических признаков, общих для многих представителей рептилий. И это несмотря на то, что более примитивные их представители, такие как Eoraptor, Panphagia, Pantydraco, Saturnalia и Guaibasaurus все еще сохранили свой умеренный размер и, соответственно, вес менее 10 кг[17]. Даже среди этих небольших примитивных динозавроморф имеются представители заметно увеличивших свой размер (скудные фоссилии этого периода делают интерпретацию предположительной). Существует один конкретный пример небольшого производного динозавроморфа: анхизавра, весом менее 50 кг. Он даже ближе к завроподам, чем платеозавр и Riojasaurus, вес которых превышал 1 т[17]. Завроподы были огромными. Их гигантский размер, вероятно, был обусловлен повышенной скоростью роста, которая стала возможной благодаря тахиметаболической эндотермии — физиологического свойства, которым по всей видимости обладали динозавроморфы. После выделения в отдельную группу, завроподы продолжали неуклонно увеличиваться в размерах. В ранней юре они были представлены барапазавром и котазавром. В средней юре — более громадными, например, мамэньсизавром и патагозавром. В ответ на рост завропод, хищные тероподы также увеличили свои размеры, как, например, целофизоид из Германии достиг размера аллозавра[17]. Причины расхождения оценок размеров и масс представителей мезозойской мегафауны заключается в применяемой методике. Так, например, Кеннет Карпентер (Kenneth Carpenter) по сохранившемуся позвонку Амфицелия altus (см. Рис. 1.) — сверхлегкого диплодока Грега Пола (Gregory Scott Paul) весом 11,5 тонн — на основании принципа актуализма, а также используя аллометрический подход определяет высоту частично сохранившегося позвонка Амфицелия fragillimus — примерно 2,7 м, а затем последовательно и другие параметры: высоту тела в самой высокой точке спины — около 9,25 м, длину скелета — 58 м, а также массу тела — 122 400 кг (см. Рис. 1.)[18]. Майкл Тейлор (Michael P. Taylor) считает, что увеличение позвонка должно сопровождаться увеличением в процентном отношении объёмов пустот в материале кости и уменьшением толщины элементов скелета, что приводит, в свою очередь, к уменьшению ранее определённых линейных размеров. В таком случае частично сохранившийся позвонок Амфицелия fragillimus будет иметь уже 2,3 м в высоту, а в линейном измерении Амфицелия fragillimus уменьшится до длины 49 метров и, скорее всего, окажется весом «всего» в 78,5 тонны[19]. Ситуацию осложняет то, что большинство фоссилий завропод, найденных по всему миру, в том числе на территории стран бывшего СССР, представляют собой крайне фрагментированные фоссилии. Выбор методики, основанный на личных предпочтениях авторов исследований, генерирует, как, например, в случае Amphicoelias fragillimus, расхождение результатов на 35 %[17][19]. По всей видимости, для завропод была характерна экстремально высокая скорость роста. Так, изучение строения костей молодой особи Rapetosaurus krausei, найденных в формации Маэварана на Мадагаскаре, дало основания сделать вывод, что, имея при вылуплении массу около 3,4 кг, уже через несколько недель она достигла массы 40 кг (при высоте в бедре около 35 см)[20]. Ещё одним подтверждением глобального распространения завропод стали зубы, найденные в 90-х годах Аверьяновым А. О. и американскими палеонтологами в пустыне Кызылкум, в урочище Джаракудук, напоминающие по своему устройству зубы титанозавров — гигантских завропод массой в 100 тонн и длиной в 25—30 метров, чьи фоссилии часто находят на юге Аргентины, в Патагонии, и на севере Китая[21]. Преимущества и недостатки большого размераОдними из причин огромных размеров некоторых завропод являются особенности их питания. Как известно, все завроподы были сухопутными существами и имели скудную, низкокалорийную диету, так как фоссилий из экосистем с постоянно влажным климатом не известно, наоборот, они обитали в засушливых, полупустынных регионах. Для того, чтобы извлечь как можно больше питательных веществ из такого рациона, необходимо как можно дольше задерживать пищу в пищеварительной системе. Таким образом, завроподы были вынуждены увеличивать длину своего кишечника, а следовательно и величину тела[22]. У животного огромных размеров есть и другие преимущества:
Однако, у крупного размера есть и ряд недостатков. Огромные животные наносят большой ущерб окружающей среде. Они буквально опустошают пастбища и затем перемещаются в новые места[23]. Образ жизниДолгое время завроподы считались полуводными животными[24], несмотря на полное отсутствие в скелете признаков, специфичных для водных животных[25]. Гипотетическое использование шеи в качестве шноркеля невозможно, так как при этом грудная клетка должна выдерживать давление воды[26]. Обнаружение первых следов завропод в наземных отложениях в середине 20-го века в сочетании с тафономическими исследованиями выявило их способности к наземному существованию[27]. Зубная система говорит о растительноядности завропод. Скорее всего, они не пережевывали пищу, а глотали камни, чтобы перемолоть её непосредственно в желудке. По ранним версиям длинная шея завропод считалась приспособлением для кормления листьями высоких деревьев. Контраргументом такой гипотезы являются расчёты Р. Сеймура[28]: чтобы иметь возможность поднимать голову на высоту кроны дерева, артериальное давление в организме должно быть настолько высоким, что на его поддержание уходила бы приблизительно половина всей потребляемой завроподом энергии. В летописи окаменелостей в настоящее время нет прямых доказательств диетических предпочтений завроподов. Тем не менее, широкомасштабные исследования диеты завроподов выявили гинкго, хвойные растения и хвощи как вероятные источники пищи для завроподов, основываясь на многочисленных исследованиях[29]. Скорее всего, многие завроподы были стадными животными. В пользу этой гипотезы служит тот факт, что чаще всего их остатки палеонтологи находят группами. Завроподы не могли развивать скорость выше 5 км/ч вследствие большого веса, но возможно, что они могли прыгать на малую высоту, издавая колебания почвы и предупреждая сородичей об опасности в виде крупных хищных динозавров, таких как аллозавры. Завроподы могли защищаться от хищников при помощи хвоста, или просто затоптать хищника. Многие завроподы были чрезвычайно крупными обитателями суши во взрослом возрасте, в то время как детёныши были достаточно крошечными, что указывает на быстрые темпы роста. Предполагается, что завроподы не были способны хорошо заботиться о своем потомстве. Это подразумевает большую подвижность завропод в их раннем возрасте[12]. Происхождение и эволюцияПредставления о ранней эволюции завропод и увеличении их разнообразия осложняются из-за скудной летописи окаменелостей вплоть до средней юры[30]. Учёные считают, что завроподы (как и другой подотряд динозавров — тероподы) появились на территории Гондваны (например, Antetonitrus, найденный в Южной Африке) и позже расселились по всем континентам. Благодаря ископаемым находкам известно, что завроподы 200 млн лет назад уже обитали на земле и развивались параллельно с прозавроподами[31]. Одними из самых ранних и примитивных завропод верхнетриасовой эпохи являются Isanosaurus, найденный в Таиланде, и вулканодон, найденный в Зимбабве, обитавшие по разные стороны океана Тетис. Это свидетельствует о том, что завроподы имели длинную эволюционную историю в течение верхнетриасовой эпохи. Около 190 млн лет назад завроподы заселили территорию Индии (Barapasaurus, Kotasaurus), которая в то время была ещё частью континента Гондвана. Примерно в это же время они начали заселять другие территории, в частности территорию современной Южной Африки[31]. Ископаемые остатки говорят о том, что примерно 190—180 млн лет назад завроподы уже обитали на территориях нынешних Китая (Zizhongosaurus, Kunmingosaurus), Европы (Ohmdenosaurus), Марокко (Tazoudasaurus). Появление завропод в Южной Америке (например, Perijasaurus lapaz, найденный в Колумбии) совпало с началом распада Пангеи в период от ранней до средней юры, около 175 млн лет назад. Присутствие южно-американских, центрально- и северо-африканских, европейских и азиатских видов, предполагает, что завроподы диверсифицировались и довольно быстро рассеялись после бескислородного события в конце тоара (около 174 млн лет назад). Эта палеобиогеографическая картина напоминает ту, что наблюдалась у других групп динозавров[32]. Ранняя эволюция завропод характеризовалась увеличением размеров тела, удлинением шеи и переходом от двуногого к четвероногому способу передвижения. Длина шеи завроподов превышает длину шеи всех других известных животных и является отличительным признаком эволюции группы, позволявшая им не только достигать большей высоты просмотра, но и покрывать более широкую зону кормления без необходимости перемещать свои массивные тела[30]. На территорию Северной Америки завроподы мигрировали значительно позднее. Известно, что в верхнетриасовую эпоху тероподы уже населяли территорию Северной Америки, однако следов завропод в этот период обнаружено не было. Единого мнения среди учёных по этому вопросу нет, некоторые высказывают предположение, что этих животных, скорее всего, не устраивал климат[33]. Наибольшего разнообразия завроподы достигли в среднеюрский период, дав множество различных видов. К концу юрского периода видовое разнообразие начинает несколько снижаться. В начале мелового периода (около 145—140 млн лет назад) завроподы уже населяли территорию почти всех континентов — Африки (брахиозавр), Северной Америки (апатозавр, диплодок), Европы (Xenoposeidon), Азии (Qiaowanlong)[34] и Антарктиды[14]. В верхнемеловой эпохе происходит настоящий всплеск (особенно на южных континентах, где конкуренция с орнитоподами была минимальной). Основное разнообразие в этот период представляла группа титанозавров[35]. Палеобиогеография последних сообществ завроподов в Европе и их эволюция в течение последних 15 миллионов лет мелового периода достаточно запутана, и характеризуется спорами о предполагаемом сосуществовании с «иммигрантами», связанных с Гондваной, наряду с реликтовыми и островными кладами. Предполагается, что прибытие африканских таксонов на остров Иберо–Арморика, включавший территории современных Португалии, Испании и юга Франции, произошло во времена раннего маастрихта (70,6 млн лет назад), вероятно, в результате глобального и регионального понижения уровня моря, которое возобновило древние пути расселения между Африкой и Европой. Прибытие крупнотелых титанозавров на европейский архипелаг привело к драматическим изменениям в его островных экосистемах и важным эволюционным изменениям в фауне динозавров[36].
Sauropoda
НаходкиВ Австралии в 2004 году были откопаны кости самого крупного завропода, найденного в Австралии, достигавшего 30 метров в длину. Позже учёные отнесли его к группе титанозавров. Учёные утверждают, что этот динозавр — представитель нового вида, которому пока ещё не дали названия[37]. В мартовском номере за 2011 год публикации Бразильской академии наук Anais da Academia Brasileira de Ciências напечатана статья[38], посвящённая находке в 2005 году международной палеонтологической экспедицией в Анголе, примерно в 70 километрах к северу от Луанды, фоссилий правой передней конечности нового крупного (около 13 м в длину) растительноядного динозавра-завропода, получившего наименование Angolatitan adamastor (Angolatitan — ангольский титан; adamastor — мифический гигант Адамастор, упоминаемый Л. Камоэнсом в «Лузиадах»). В 2017 году в португальском городе Помбал во время строительных работ местные жители обнаружили несколько фрагментов окаменелых костей динозавра. Прибывшая исследовательская группа провела первую серию раскопок, но исследования пришлось приостановить из-за пандемии COVID-19. В августе 2022 года португальские и испанские исследователи возобновили работу и пришли к выводу, что найденный скелет, вероятно, принадлежит крупнейшему динозавру из когда-либо обнаруженных в Европе[39]. Найденный динозавр достигал 12 метров в высоту и 25 метров в длину, и, по мнению ученых, принадлежал семейству брахиозаврид (Brachiosauridae). Найденные во время раскопок элементы осевого скелета, в том числе позвонки и ребра, отлично сохранились, а также сохранили свое анатомическое положение[40]. Обнаруженные ребра имеют длину около трех метров и являются самыми большими ребрами зауропода, которые по состоянию на 2022 год известны в Европе, и одними из самых больших, которые были описаны во всем мире[41]. КлассификацияПо данным сайта Fossilworks, на сентябрь 2017 года в инфраотряд включают следующие вымершие таксоны[42]:
Ещё множество таксонов включают в инфраотряд в статусе nomen dubium, например, следующие роды: Aepisaurus Gervais, 1852, Asiatosaurus Osborn, 1924, Bruhathkayosaurus Yadagiri & Ayyasami, 1987, Campylodoniscus Kuhn, 1961, Chiayusaurus Bohlin, 1953, Chondrosteosaurus Owen, 1876, Gigantosaurus Seeley, 1869, Hamanosauripus Kim, 1986, Iguanodonichnus Casamiquela & Fasola, 1968, Koreanosauripus Kim, 1986, Kunmingosaurus Zhao, 1985, Lancanjiangosaurus Zhao, 1985, Nurosaurus Dong, 1992, Protognathosaurus Olshevsky, 1991, Qinlingosaurus Xie et al., 1996, Ultrasaurus Kim, 1981, Zizhongosaurus Dong et al., 1983[42]. ФилогенияДанная кладограмма представляет собой упрощённую схему, предложенную в работе Джеффри Уилсона в 2002 году[44]).
См. такжеПримечания
Литература
|