У одного из самых свирепых животных, проходивших по Земле, была поразительная особенность: его непропорционально короткие руки. Передние конечности тираннозавра Рекса, длина которых составляла около 90 сантиметров, составляли менее трети длины его ног, что создавало необычный силуэт тела, длина которого у взрослых особей могла достигать более 12 метров.
Научные дебаты, длившиеся более 50 лет, подходят к концу
Более полувека учёные спорят о точной причине этой специфической характеристики. Теории существенно различались. Некоторые исследователи отмечали, что руки были всего лишь рудиментарными структурами, не имеющими практической функции, которые уменьшались в ходе эволюции. Другие утверждали, что руки были короткими, чтобы животное не кусало себя во время безумного кормления, учитывая его известную прожорливость.
Ученые полагают, что они подошли к концу дебатов. Новое исследование, опубликованное в этом месяце в журнале «Proceedings of the Royal Society B», проанализировало 85 видов динозавров и пришло к окончательному выводу: стрелковое оружие было эволюционной компенсацией, вызванной увеличением размера другой части тела, которая потребляла больше ресурсов, — черепа с сокрушающей челюстью.
Методология исследования раскрывает закономерность эволюции
Чтобы прийти к такому выводу, исследователи измерили передние конечности и кости черепа всех 85 видов, используя окаменелости и данные из существующей научной литературы. Ученые разработали новую методологию количественной оценки прочности черепа, анализируя такие факторы, как общий размер, прилегание кости и сила укуса. Это позволило расположить каждый череп в сравнительном масштабе.
Чарли Роджер Шерер, докторант кафедры наук о Земле Университетского колледжа Лондона и ведущий автор исследования, объяснил задействованный эволюционный механизм. «Если вы динозавр с очень крепким черепом, у вас, вероятно, будут очень маленькие передние конечности. И не имеет значения, насколько вы велики — вы можете весить 1 тонну или 10 тонн. Если у вас крепкий череп, у вас будут относительно небольшие руки», — сказал он.
Эволюционный принцип, лежащий в основе биологического выбора
Основная причина заключается в том, как работает эволюция. «Эволюция не любит иметь все сразу», как объяснил Шерер, потому что она склонна отдавать приоритет одной характеристике над другой. Когда динозавру нужно было сосредоточиться на использовании головы в качестве основного оружия для убийства крупной добычи, он вложил эволюционные ресурсы в этот конкретный аспект.
«Если вы хотите сосредоточиться на использовании головы для уничтожения крупной добычи, вам не нужно прилагать много усилий для того, чтобы ваши руки были длинными и когтистыми, потому что вам, вероятно, это не понадобится. Итак, эволюция как бы говорит, что руки нам больше не нужны, поэтому давайте уменьшим их и вложим больше энергии в поддержание прочности черепа», — объяснил Шерер.
Тираннозавр Рекс возглавил рейтинг прочности черепа
Неудивительно, что тираннозавр Рекс набрал самый высокий балл по шкале черепной устойчивости, разработанной исследователями, за ним следовал тираннотитан, еще один гигантский хищник, который жил на территории нынешней Аргентины в раннем меловом периоде, примерно за 30 миллионов лет до тиранозавра.
Помимо группы тираннозаврид, в которую входят T. rex и его прямые родственники, исследователи обнаружили такую же корреляцию между большими, сильными черепами и маленькими передними конечностями у четырех других основных групп динозавров:
- Цератозавриды
- Мегалозавриды
- Абелизавриды
- Кархародонтозавриды
Все эти группы были крупными двуногими хищниками, занимавшими одинаковые позиции на вершине пищевой цепи в свои периоды.
Эволюционная характеристика не была случайностью
Новый анализ предполагает, что уменьшение конечностей было не изолированным совпадением или аномалией, а эволюционной чертой, которая наблюдалась у разных неродственных видов на протяжении длительного геологического периода. Однако процесс сокращения вооружений не был идентичен у анализируемых видов.
Некоторые динозавры начали эволюцию с уменьшения размера пальцев, в то время как другие отдавали предпочтение укорочению предплечий. Каждая линия нашла свое собственное эволюционное решение в рамках общего ограничения необходимости поддержания мощных черепов.
Голова как главный инструмент хищничества
Во всех случаях имелся общий фактор. «Всегда есть один общий фактор: все они охотились на животных, для убийства которых требовалось немного больше силы, и именно поэтому у них развился очень прочный череп. Ко всему подходили с головой, поэтому голова становилась тем, что вступало в контакт с добычей, и это был самый простой способ убить их, а не прыгать или сражаться когтями», — сказал Шерер.
Временной контекст Тираннозавра Рекса
Тираннозавр Рекс жил в конце мелового периода, между 68 и 66 миллионами лет назад. Этот период представлял собой последний этап мезозойской эры, известный как «Эра динозавров», и тираннозавр был одним из последних динозавров, населявших Землю перед массовым вымиранием, положившим конец эпохе гигантских рептилий. Предыдущие исследования показали, что уши и мозг одинаково важны для доминирования тираннозавров над окружающей средой.