Цифровая модель копуляции утконосых динозавров дала возможное объяснение частым травмам в основании их хвоста. На сегодня это первая реконструкция сексуального поведения нептичьих, то есть вымерших, динозавров. Результаты могут помочь в определении пола скелетов.
Гадрозавриды, или утконосые, — это семейство крупных растительноядных динозавров, процветавших в конце мелового периода, незадолго до массового вымирания. Животные достигали в длину почти 17 метров и могли весить 16 тонн. Жили большими стадами. Свое название они получили за широкий уплощенный клюв, похожий на утиный, который использовали для срывания растительности. У многих видов головы имели сложные костные гребни, служившие, вероятно, для общения и привлечения партнеров.
Гребни раньше использовались как способ отличить самку от самца — по форме и размеру. Позднее оказалось, что форма помогает различать виды, а не пол. Без этого маркера практически не осталось надежных способов определить, с мужским или женским скелетом вы имеете дело.
В окаменелостях гадрозавров ученые видят общую странную черту: зажившие переломы остистых отростков (гребни, что торчат вверх от позвонков) на хвосте. Почему это странно? Травмы удивительно похожи друг на друга. Они всегда расположены в одной и той же зоне — в проксимально-средней части хвоста (ближе к телу, но не у самого основания). Поврежден не один-два позвонка, а целая серия — пять и более позвонков подряд. Что могло вызывать такую специфическую повторяющуюся травму у разных видов гадрозавров, живших в разное время и в разных частях света?
Авторы исследования, опубликованного в журнале Cell, разобрали несколько гипотез, объясняющих эту специфическую травму. На их работу обратил внимание сайт «Вокруг Света». Первая: нападение хищника. Это маловероятно, поскольку укусы крупных хищников (как тираннозавр) оставляют следы зубов и повреждают небольшой участок хвоста (два-три позвонка). Когти мелких хищников (как дромеозавры) оставляют точечные проколы. Ничего из этого не наблюдалось.
Может, случайно наступил сородич? Едва ли. Если бы один динозавр наступил на хвост лежащего, он, скорее всего, раздавил бы самый кончик хвоста, а не основание. К тому же вряд ли это привело бы к перелому сразу пяти-семи позвонков подряд.
Тогда, может, внутривидовые драки и удары хвостами? Не подходит. Хвост гадрозавра был широким и плоским, при боковом ударе точка контакта пришлась бы на боковую часть хвоста и мышцы, а не на самые кончики остистых отростков.
Неудачное падение или кувырок? Падая на спину, динозавр повредил бы отростки не только на хвосте, но и на спине, и в крестце, где они были такой же высоты. А травмы концентрировались именно на хвосте.
Осталась только одна версия — копулятивная. Мы не знаем и никогда не узнаем, в какой позе гадрозавры занимались сексом. Но ученые предположили, что, скорее всего, каким-то образом, похожим на тот, что практикуют крокодилы и другие ближайшие родственники — страусы и эму. Вероятнее всего, гадрозавры имели и фаллос, так как он, опять же, есть у крокодилов, эму и гусей. Исходя из всех этих соображений палеонтологи реконструировали несколько гипотетических поз спаривания гадрозавров.
Установить единственно верную нельзя. Поэтому остановились на стадии после соития, когда самец отдыхает на самке. Именно в этот момент туша самца весом в несколько тонн может повредить отростки позвонков самки.
Ученые проверили гипотезу с помощью анализа методом конечных элементов (FEA). Его применяют в краш-тестах автомобилей, авиастроении, при расчетах корпусов ядерных реакторов и тому подобных задачах. Суть в том, чтобы создать цифровую модель объекта, а затем рассчитать, как он и его отдельные элементы будут вести себя под нагрузкой.
Исследователи создали цифровую модель позвоночника эдмонтозавра, одного из гадрозаврид, а затем «давили» на него массой около трех тонн (примерно такой массой самец эдмонтозавра давил на бедренный отдел самки) под разными углами. Оказалось, что под углами от 30 до 60 градусов давление приводило к перелому, причем именно такому, как на окаменелостях
Новое исследование не только рассказало нам хоть что-то о сексуальном поведении динозавров, но и дало палеонтологам в руки новый инструмент для различения самок и самцов. По одним только окаменелостям это сделать сложно, дополнительный способ не будет лишним.