Силу укуса тираннозавра измерили в килоньютонах

Большинству хищных позвоночных строение челюсти не позволяет измельчать кости добычи с помощью одного укуса. Чтобы добраться до костного мозга и фосфатов, они используют различные техники. Так, волки и гиены дробят кости за счет повторяющихся локальных сжатий резцами и молярами, создавая давление, которое превышает прочность кортикального слоя на сдвиг. Потомки архозавров — птицы и рептилии — как правило, имеют только неплотно сомкнутые зубцы: ими они расчленяют туши, которые поедают сравнительно крупными фрагментами. Исключением являются, например, комодские вараны, обладающие пильчатыми зубами, как вымершие квинканы и многие тераподы. Однако способы измельчения пищи древними плотоядными, в том числе динозаврами, изучены недостаточно.

Несмотря на распространенность пильчатых зубов, известно, что некоторые представители тираннозаврид — альбертозавр (Albertosaurus sarcophagus), горгозавр (Gorgosaurus libratus) и тираннозавр (Tyrannosaurus rex) — имели большие боковые резцы. В частности, длина коронки у T. rex могла достигать рекордных 18 сантиметров, а объем — 138 кубических сантиметров. При этом челюсти тираннозаврид, обитавших на территории современной Северной Америки, также неплотно смыкались, но анализ останков травоядных показывает, что они, вероятно, были способны дробить кости путем локальных сжатий по «волчьему» типу. Величина силы таких сжатий неясна: по разным подсчетам, у взрослого T. rex она могла составлять от 2081 до 300 984 ньютонов.

Авторы новой работы попытались прояснить показатель. Для этого они изучили зубные арки семи T. rex методом компьютерной томографии (КТ), описали точки соприкосновения их коронок с костью, а также построили трехмерную модель жевательных мышц хищников путем заключения в филогенетические скобки (Extant phylogenetic bracketing) — исходя из известных данных о птицах и динозаврах. Силу сжатия ученые оценивали с помощью модели, которая применялась на американском аллигаторе (Alligator mississippiensis) и была распространена на всех архозавров. Помимо этого они определили величину давления на отдельные участки зубов тираннозавра при укусе и механизм измельчения на основе характерных повреждений, найденных в окаменелых образцах кала (копролите).

Расчеты показали, что при длине головы 111,5–135,5 сантиметров и ширине 59,2–90,2 сантиметра T. rex имели силу укуса порядка 8526–17 769 ньютонов для центральных и 18 014–34 522 ньютона для дистальных зубов. Для сравнения, челюсти гребнистого крокодила (Crocodylus porosus), самого крупного современного сухопутного хищника, обладают силой около 16 414 ньютонов. На длине одного миллиметра каждый зуб T. rex мог генерировать апикальное давление в 718–2974 мегапаскалей, причем пиковое значение, как правило, сохранялось до проникновения зуба на глубину до 25, а в случае самой крупной особи — до 37 миллиметров. По мнению авторов, измельчение костей происходило путем переломов за счет приложения силы сразу в нескольких точках.

Статья опубликована в журнале Scientific Reports.