Очень интересная статья вышла в середине мая в журнале Current Biology за авторством Альфио Кьяренцы и его соавторов

Очень интересная статья вышла в середине мая в журнале Current Biology за авторством Альфио Кьяренцы и его соавторов. Их научное исследование посвящено возникновению эндотермии («теплокровности») у трёх основных групп динозавров: теропод, птицетазовых и завропод.

Учёных заинтересовал вопрос, как динозавры адаптировались к долгосрочным изменениям мезозойского климата, который, вопреки распространённому мнению, не всегда был тёплым и влажным, особенно в высоких широтах. Известно, что современные эндотермные животные (птицы и млекопитающие) населяют все климатические зоны от тропиков до полярных регионов. Напротив, большинство рептилий и амфибий обитают в регионах, близких к тропикам. Но как динозаврам удалось развить независимую акклиматизацию птичьего типа? И всем ли динозаврам это удалось?

Чтобы ответить на эти вопросы, Кьяренца с коллегами изучили распространение окаменелостей динозавров по земному шару и объединили их с макроэволюционными и палеоклиматическими моделями. Получившиеся результаты указали на отдельные эволюционные пути трёх основных линий динозавров. Помимо этого, учёные предположили, что на освоение динозаврами климатических ниш напрямую влияла их способность к терморегуляции.

Динозавроморфы диверсифицировались в раннем триасе, в засушливой среде с высокими температурами. Различные климатические ниши принялись осваивать сначала завроподоморфы, при этом некоторые ранние расходящиеся радиации существовали в относительно более прохладных условиях. Затем в первую очередь они распространились по более сухим и тёплым нишам, где продолжали обитать при высоких температурах, но смещаясь в сторону более сезонных и влажных условий.

Ранние завроподоморфы начали свою эволюцию при достаточно высокой температуре в 25,4° C. Различные их группы развивались с медленной скоростью при отчётливых, но близких температурных оптимумах: «комфортная» температура для неозавропод составляла 24,7° C, а для сомфоспондил (более поздних дивергентных титанозавров) — 23,3° C. Особое значение для эволюции группы сыграло тоарское аноксическое событие, когда в результате извержений вулканов в атмосферу попало много углекислого газа, а среднегодовая температура на Земле выросла на 5 градусов. Представители большинства групп в это время вырастают в размерах, а завроподы становятся экологическим доминантом.

Птицетазовые динозавры довольно быстро перешли от тёплых климатических ниш, начиная с 26,8° C в ранней юре, к более прохладным нишам у тиреофор с температурой в 15,25° C. Ранее отделившиеся неорнитисхии (орнитоподы и маргиноцефалы) занимали более тёплые и сезонные условия, близкие к своим динозавроморфным сородичам. Тягу к холодным нишам со средней температурой 16,6° C они демонстрируют только в мелу. Переход между нишами произошёл на границе сеномана/турона (100,5—93,9 млн лет назад). Предпочтение более прохладным климатическим условиям отдавали не только поздние тиреофоры, но и цератопсы и гадрозавриды.

Тероподы же демонстрируют резкое снижение оптимальных температур между корневыми группами и более продвинутыми (целурозаврами и авиалами). Построенная климатическая модель показывает снижение скоростей освоения климатических ниш, с оптимальными температурами от 24,7° С у корневых групп теропод до нижнего оптимума 19,9° С у целурозавров. Авиалы осваивали ниши с удвоенной скоростью, при этом пик такого освоения приходится на всё то же тоарское аноксическое событие.

Предпочтение завроподоморфов к тёплой среде можно рассматривать либо как вторичный результат их большого размера, либо систематической ошибкой выборки. Крупные наземные первичные потребители преимущественно населяют регионы с повышенной продуктивностью, поэтому они, возможно, отдавали предпочтение более низким широтам. Чтобы связать распространение завроподоморфов с занятыми ими биомами, учёные нанесли таксоны, использованные в анализе филогенетического моделирования, на палеогеографические карты, предположив, что климатические зоны могут эффективно служить в качестве маркера распространения. Завроподоморфы одинаково процветали в тропических, умеренных и засушливых регионах по сравнению с холодными и умеренными зонами и отсутствуют в полярных регионах. Вопреки ожиданиям, эта группа динозавров сравнительно меньше представлена в тропических регионах, чем птицетазовые и тероподы, показывая более высокую распространённость в засушливых регионах с низкой продуктивностью, особенно в период поздней юры – раннего мела. Напротив, птицетазовые широко распространены в тропических зонах, одинаково разнообразны и в холодных, и в полярных регионах.

Эти наблюдения согласуются с летописью окаменелостей в богатых остатками завроподов областях, таких как полузасушливая и сезонная позднеюрская формация Моррисон и засушливая или сезонная палеосреда позднемеловой формации Уинкуль в Аргентине. В этих формациях найдены самые крупные представители завропод.

Регионы высоких широт с низкими температурами, возможно, были непростыми для заселения завроподами. Альтернативная гипотеза состоит в том, что завроподы, хотя физиологически и способны были выживать в условиях высоких широт, были менее приспособлены к этому, чем другие динозавры. Конкуренция с орнитоподами и цератопсами в Северном полушарии могла привести к их крупномасштабному конкурентному вымиранию, что привело к отсутствию завропод в фауне высоких широт. И наоборот, отсутствие цератопсов в Южном полушарии и поздняя миграция туда гадрозаврид могли позволить завроподам дольше сохраняться в южных регионах.

Предпочтение более прохладных и влажных условий у птицетазовых, особенно у более поздних тиреофор, цератопсов и гадрозаврид, предполагает тенденцию к повышению влажности и сезонности в их местообитаниях. Эта адаптация, возможно, способствовала их постоянному проживанию в высоких широтах и ??освоению более широких климатических зон, от тропических до полярных. Тероподы также демонстрировали широкий спектр климатических предпочтений: некоторые таксоны сохранили изначально более теплые и сухие ниши, в то время как другие адаптировались к более прохладным и немного более сезонным условиям.

К каким же выводам пришли исследователи? Их четыре:

?Теплокровные динозавры процветали в различных климатических условиях.

?Группы динозавров адаптировались к климату по-разному, что предполагает разную термофизиологию.

?Эндотермия у теропод и, возможно, птицетазовых возникла в ранней юре.

?Консерватизм ниши завропод предполагает более высокую термическую чувствительность и пойкилотермию.