Группа европейских ученых четверть века собирала ископаемые остатки пищеварительной системы древних животных, пытаясь ответить на вопрос, как появились и расселились динозавры. Изучив более 500 окаменелостей с кусочками непереваренной пищи, исследователи поэтапно реконструировали эволюцию ранних динозавров и объяснили, как им удалось достичь господства среди позвоночных.
Художественная реконструкция травоядных завроподоморфов времен раннего юрского периода / © Nature, Marcin Ambrozik.
Несмотря на давнюю популярность динозавров как в науке, так и в культуре, далеко не все известно об их зарождении и развитии. То же можно сказать о других ящерах. Например, совсем недавно палеонтологи выяснили, что позволило птерозаврам достичь гигантизма, — Naked Science рассказывал об этом. Ситуация с динозаврами обстоит сложнее, поскольку ученые объясняют их доминирование на суше двумя конкурирующими гипотезами.
Одна версия заключается в том, что динозавры за счет физиологических новшеств вроде теплокровности или быстрого роста обошли конкурентов — фитозавров, псевдозухий и других. По иной версии, динозаврам посчастливилось занять пустующие ниши, которые остались после снижения разнообразия и вымирания других групп животных. Все происходило в первые 30 миллионов лет эволюции этих ящеров, в верхнем отделе триасового периода (237-201,3 миллиона лет назад), но об этом этапе мало ископаемых свидетельств.
Разрешение вопроса нашли исследователи из Северной и Восточной Европы. Они изучили сотни окаменелых остатков пищеварительной системы (бромалитов) древних животных, собранных в пяти польских формациях — районах бывшего суперконтинента Пангея. Ископаемые экскременты (копролиты), рвота (регургиталиты) и прочее содержимое доисторических желудков и кишечников помогло палеонтологам поэтапно реконструировать развитие и распространение динозавров. Результаты научной работы опубликованы в журнале Nature.
Специалисты искали непереваренные остатки пищи — фрагменты костей, растений, следы паразитов, насекомых и прочее, — сканируя образцы (всего более 500) с помощью синхротронной микротомографии. Дополнительные палеоэкологические и климатические данные выстраивали контекст, в котором жили древние травоядные и хищники. Также ученые опирались на прошлые исследования скелетных окаменелостей из выбранных мест.
Сообщества позвоночных, живших 237-227 миллионов лет назад в карнийском ярусе, были разнообразными — от близких родственников акул, гибодонтов до различных архозавроморфов. Из того же периода ученые выделили силезавра, всеядного родственника динозавров. Однако следов завроподоморфов не находилось. Эти травоядные динозавры отметились в рэтском ярусе (208,5-201,3 миллиона лет назад). Тогда они соседствовали с рыбоядными крокодиломорфами и ранними тероподами.
Бромалиты времен перехода между триасовым и юрским периодами сохранили как фрагменты костей и рыбью чешую (этим питались хищные тероподы), так и разнообразные остатки растений. Причем, как отметили авторы статьи, следы гингкофитов и папоротников резко контрастировали с позднетриасовыми хвойными — они тогда были основной пищей травоядных динозавров. Палеонтологов удивило и наличие древесного угля среди окаменелой пищи. Судя по всему, древние травоядные часто ели уголь, который оставался после лесных пожаров, для нейтрализации токсичного действия папоротников.
Главным результатом нового исследования стала пятиэтапная модель появления и эволюции динозавров. С середины по конец карнийского яруса жили мелкие всеядные предшественники этих ящеров. Затем, с середины по конец норийского яруса, фауна предков стала разнообразнее, зародились первые хищные динозавры. Далее, ближе к началу рэтского яруса, они разделились на больших и маленьких, но рядом с ними появились и крупные птицетазовые (они были всеядны и травоядны). В конце триасового периода возникли различные завроподоморфы. И к началу геттангского яруса (нижняя юра) динозавры широко расселились и заняли множество экологических ниш.
Причины доминирования этих ящеров сложные. Позднетриасовая среда из засушливой изменилась во влажную на раннеюрском этапе, отчего растительность стала разнообразной. Переход совпал с исчезновением многих групп нединозавровых четвероногих. Травоядным специалистам вроде этозавров и дицинодонтов было сложно конкурировать с динозаврами, чей рацион стал шире. В итоге к концу триасового периода их вытеснили завроподоморфы и птицетазовые.
«Материалы для исследования собирались в течение 25 лет, и нам потребовалось много лет, чтобы сложить их в единую картину. Это исследование инновационное, мы решили понять биологию ранних динозавров с точки зрения их пищевых предпочтений. Чтобы не вымереть — ешьте много растений, немного в духе лозунга „ешьте овощи и живите дольше“. Именно так поступали ранние травоядные динозавры», — отметил польский палеонтолог, соавтор исследования Гжегож Недзведский.
