Как гигантские морские рептилии терроризировали древние моря

Иллюстрация Эстер Ван Хюльсен

Приблизительно 9 метров в длину, Temnodontosaurus platyodon был гигантским хищником вершины с раннего юрского периода.

Валентин Фишер всегда хотел изучать окаменелости, возможно, динозавров или вымерших млекопитающих. Вместо этого, когда он учился в аспирантуре, Фишер в конечном итоге перебрал кучу костей, принадлежащих древним морским рептилиям, известным как ихтиозавры - группа, которую в основном игнорировали современные палеонтологи. Это была не совсем работа его мечты.

«Я сказал:« Ооо, ихтиозавры, такие скучные », - вспоминает Фишер. "Они все выглядят одинаково. Это всегда заостренная морда и большие глаза.

Фишер отложил свои чувства в сторону и покорно начал прочесывать окаменелости, хранящиеся в исследовательском центре в провинциальной Франции. Среди образцов, спрятанных в пластиковых коробках, был череп ихтиозавра, который был частично разрушен муравьями и корнями деревьев при захоронении под землей. Когда Фишер очистил череп, он понял, что это, вероятно, новый для науки вид.

Когда открытия начали накапливаться, он подсел. Фишер, сейчас работающий в университете Льежа, Бельгия, и его коллеги с тех пор описали семь удивительных новых ихтиозавров, начиная от рептилий размером с тунца с тонкими острыми зубами. 1 для животного размером с косатку, с клювом, похожим на клюва рыбы-меч 2 ,

Фишер является частью эпохи возрождения ихтиозавров, которая является широкой палеонтологией. Проигнорировав их в течение десятилетий, все больше и больше исследователей начали сосредотачиваться на рептилиях, которые были одними из главных хищников в морях в течение 150 миллионов лет во времена динозавров.

Синклер Стаммерс / SPL / Getty

У многих ихтиозавров были острые конические зубы, чтобы помочь им поймать быстро движущуюся добычу.

И этот новый интерес привел к множеству открытий. За два столетия, предшествовавшие 2000 году, исследователи определили около 80 видов ихтиозавров и близких родственников. За последние 17 лет они добавили еще 20–30, говорит палеонтолог позвоночных Ryosuke Motani из Калифорнийского университета в Дэвисе, и количество статей о животных резко возросло.

«Сейчас над ихтиозаврами работает больше людей, чем я видел за всю свою карьеру», - говорит Джуди Массаре из Государственного университета Нью-Йоркского колледжа в Брокпорте, который начал изучать животных в 1980-х годах.

Масса исследований начинает отвечать на ключевые вопросы об ихтиозаврах, такие как, как и где они возникли и как быстро они пришли, чтобы править океанами. Эта группа была еще более разнообразной, чем когда-то считалось, начиная от ранних прибрежных существ, которые колебались, как угри, до гигантов, которые путешествовали по открытому океану, взмахивая своими мощными хвостами. «Они могут пойти куда угодно, как киты», - говорит Мотани. Самые крупные из них соперничали с голубыми китами ( Balaenoptera musculus ) в длину и были самыми крупными хищниками в триасовых морях.

В работе также раскрываются последние главы истории ихтиозавра, кульминацией которой стало исчезновение животных во время верхнего мела, примерно за 30 миллионов лет до исчезновения динозавров. Некоторые ученые теперь утверждают, что «ящерицы-рыбы» были частично побеждены радикальными изменениями окружающей среды. Это форма выкупа для ихтиозавров; старая теория предполагала, что они исчезли, когда появились более способные хищники, такие как быстрые акулы, и затмили их.

И палеонтологи указывают на еще одну причину, чтобы сосредоточиться на ихтиозаврах: поскольку их далекие предки были наземными рептилиями, существа предлагают особенно драматический пример одного из самых больших эволюционных преобразований, очевидных в отчете окаменелости, говорит позвоночный палеонтолог Стивен Брусатте из Эдинбургского университета. , СОЕДИНЕННОЕ КОРОЛЕВСТВО. «Они полностью изменили свое тело, биологию и поведение, чтобы жить в воде».

Слово «динозавр» даже не было придумано, когда в начале девятнадцатого века вдоль юго-западного побережья Англии появился странный скелет. Кости привлекли внимание знаменитой охотницы за ископаемыми Мэри Аннинг, тогда не старше 13 лет, и ее брата. Их окаменелость принесла им £ 23, значительную сумму в то время, и вдохновила первую научную статью. 3 посвященный ихтиозаврам. В статье, опубликованной британским хирургом Эверардом Хоумом в 1814 году, животное ошибочно назвали «рыбой… а не из семейства акул или скатов». Другие натуралисты вскоре признали окаменелости рептилиями.

Музей полевой библиотеки / Гетти

Как и многие более поздние ихтиозавры, Stenopterygius quadriscissus жили в открытом океане. Черные пятна вокруг окаменелости показывают контур сохранившейся кожи.

Ведущие огни естественной истории поражались этим существам. Француз Жорж Кювье, считающийся отцом палеонтологии позвоночных, назвал их «невероятными» и поддержал ихтиозавров в поддержку своей теории о том, что катастрофические массовые вымирания охватили Землю. Между тем британский геолог Чарльз Лайелл предположил, что ихтиозавры могут появиться снова, когда климат Земли циклично пройдет благоприятную фазу.

Затем последовало открытие чудовищных наземных животных, многие из которых были вооружены рядами жестоких зубов. Эта группа, названная динозаврами, покорила общественность и ученых. По словам Фишера, они «сбросили ихтиозавров с пьедестала славы». Окаменелости морских рептилий накапливались неисследованными в музеях, а история их жизни оставалась неполной.

Сегодняшний ренессанс в исследованиях по ихтиозаврам заполняет пробелы, особенно происхождение ящериц. Потребовались огромные анатомические изменения, чтобы вылепить полностью водных животных из наземных рептилий. Их руки сжались, а руки увеличились, образуя мореходные плавники. Они развили способность задерживать дыхание на долгие отрезки, даже до 20 минут. У многих образовались огромные глаза - больше, чем футбольные мячи, у одного вида - для вглядывания в темные глубины.

Исследователи подозревают, что эти изменения произошли незадолго до или после апокалиптического массового вымирания, которое уничтожило 80% морских видов Земли в конце пермского периода. 4 , Но до последних нескольких лет им не хватало окаменелостей, чтобы проиллюстрировать большую часть этого перехода.

Одной из ранних форм, помогающих восполнить этот пробел, является животное, которое Мотани называет «самым странным» ранним ихтиозавром, которого он когда-либо видел, которого он и его коллеги обнаружили в китайском известняковом карьере. 5 , У него была голова размером с апельсин и туловище, заключенное в широкие кости, что дало ему научное название Sclerocormus parviceps , или «маленький череп с жестким туловищем». Он датируется 248 миллионами лет назад, всего 4 миллиона лет после исчезновения в конце Перми. В близлежащем карьере выловили рыбу-ящерицу примерно того же возраста, Cartorhynchus lenticarpus 6 , Примерно столько же, сколько и радужная форель ( Oncorhynchus mykiss ), этот примитивный ихтиозавр мог подниматься на суше на своих верхних плавниках почти так же, как морские черепахи.

Иллюстрация Эстер Ван Хюльсен

Эти ранние животные не были прямыми предками ихтиозавров в форме рыб. Но они все еще являются «большим шагом вперед в понимании того, откуда появились ихтиозавры», говорит Эрин Максвелл, палеонтолог Государственного музея естественной истории в Штутгарте в Германии. Окаменелости показывают, например, что ихтиозавры произошли в том, что является теперь восточной частью южного Китая. В то время это было одно из немногих мест в мире, где процветали наземные растения. Разлагающаяся растительность обогатила бы близлежащие моря, говорит Мотани, и в конечном итоге «морепродукты выглядели привлекательными для животных, которые жили рядом с береговой линией».

Достойные земли ласты Cartorhynchus заставили Мотани утверждать, что у него были недавние предки, которые были земными, или по крайней мере земноводными. Это сделало бы его близким родственником наземного или земноводного предка всех ихтиозавров. Он интерпретирует тяжелые кости как Sclerocormus, так и Cartorhynchus, как свидетельство низменного образа жизни. Мотани говорит, что другие животные, которые перебрались с суши на море, также пережили фазу обитания на дне, и благодаря его новым находкам «у нас есть доказательства того, что ихтиозавры прошли эту тяжелую стадию и были, скорее всего, донными кормушками» - в отличие от более поздних ихтиозавров. , которые были существами открытого океана.

Другие исследователи сходятся во мнении, что китайские окаменелости дают ценное окно в превращение наземного жука в морское существо. По словам Брусатте, открытия - это «некоторые из самых интересных окаменелостей рептилий, которые были недавно обнаружены». «Они дают нам представление о том, что на самом деле потребовалось, чтобы превратить наземную рептилию в нечто полуводное, а затем в нечто, похожее на рыбу».

Правильные ихтиозавры, которые могут похвастаться длинными мордами и изогнутыми хвостами, чтобы отличать их от своих примитивных предков, появились в начале триаса и быстро захватили их новую среду обитания. Открытия за последние несколько лет выявили большое разнообразие ящериц, которые появились одновременно с Cartorhynchus или вскоре после этого.

Адаптировано из Ryosuke Motani.

Возьмите Thalattoarchon saurophagis размером с косатку или «повелителя морей, питающегося ящерицами», который был замечен в Неваде 20 лет назад, но не полностью раскопан. 7 до 2008 года. Его острые зубы показывают его как «крупного мясоеда или мясника», который охотится на рыбу и других ихтиозавров, говорит палеонтолог позвоночных Мартин Сандер из Университета Бонна в Германии и Музея естественной истории округа Лос-Анджелес, кто помог описать животное. По словам Сандера, во время его правления в начале среднего триаса, всего через 8 миллионов лет после исчезновения в конце Пермского края, он «в основном ел все, что хотел».

На норвежском острове Шпицберген к северу от Северного полярного круга исследователи взломали вечную мерзлоту, чтобы выявить крупных примитивных ихтиозавров, которые, похоже, относятся к очень раннему триасу. Находки еще предстоит идентифицировать, но они помогают показать, что «как только эти вещи попали в воду, они просто сошли с ума», говорит Патрик Дракенмиллер, палеонтолог из Университета Аляски в Фэрбенксе и часть команды Шпицбергена. Присутствие крупных хищников в это время говорит о том, что существа всех размеров и стилей жизни пополнили запасы океанов после опустошения конца пермского вымирания.

После их первоначального всплеска эволюции ихтиозавры пережили некоторые трудные времена. В позднем триасе многие виды вымерли во время одного или нескольких массовых вымираний, которые также требовали больших фракций видов на суше и в океанах.

После этого история ихтиозавра усложняется. Палеонтологи долго думали, что группа пострадала от большой потери биоразнообразия в юрском периоде, и так и не восстановились. Окаменелость свидетельствует о том, что только несколько видов, сходных по внешнему виду и образу жизни, хромали через юрско-меловую границу 145 миллионов лет назад. Затем вся группа вымерла на полпути через меловой период, в то время как динозавры процветали еще 30 миллионов лет или около того, пока удар астероида не уничтожил их. Отсутствие разнообразия среди видов ихтиозавров могло бы препятствовать их способности конкурировать с акулами и другими появляющимися хищниками в морях.

Стили плавания адаптированы от Ryosuke Motani.

Но находки последних лет поставили эту историю под сомнение. Новые открытия окаменелостей показывают, что в течение мелового периода процветало гораздо больше видов, чем считалось ранее. Эти виды также имели более разнообразные типы телосложения и источники пищи, чем думали исследователи.

Репутация ихтиозавров в значительной степени повысилась благодаря работе Фишера - не в местах раскопок, а в тихих музеях. «Я очень плохо нахожу ископаемые в поле», - признается Фишер. «Единственный ихтиозавр, которого я когда-либо обнаруживал, - это один позвонок». Но сотни музейных экспонатов, которые он исследовал - некоторые из них оставались неисследованными в течение столетия, - дали щедрость меловых новинок. Всего за десять лет команда Фишера и другие группы сообщили, по крайней мере, о девяти новых видах этого периода.

Фишер и его коллеги подсчитали, что число известных видов ихтиозавров было таким же высоким в некоторых частях раннего мела, как и в периоды юры. Оказывается, что рептилии в форме рыб, называемые парвипельвианами, единственной группой ихтиозавров, перенесших из триаса в меловой период, имели больший диапазон форм в середине раннего мела, чем в любое другое время в их истории. 8 , «Разнообразие ихтиозавров в меловом, в частности, даже выше, чем мы когда-либо думали», - говорит соавтор Фишера Даррен Найш, палеонтолог позвоночных в Университете Саутгемптона, Великобритания. Он называет это «меловой революцией ихтиозавров».

ИЛЛЮСТРАЦИИ ЭСТЕР ВАН ХУЛЬСЕН

Затем, согласно анализу Фишера, один-два удара попали в ихтиозавров. Значительное количество видов вымерло примерно 100 миллионов лет назад, и немногие выжившие последовали за своими родственниками примерно через 5-6 миллионов лет спустя. Чтобы понять почему, Фишер обратил внимание на факторы окружающей среды. Он заметил корреляцию между климатом и вымиранием: чем больше колебания температуры в данный период, тем больше видов ихтиозавров погасло.

Другие ученые согласны с тем, что нарушение климата могло сыграть большую роль в исчезновении животных. Изменчивость климата «является гораздо лучшей гипотезой, чем любая из предложенных до сих пор. Это соответствует тому, что мы знаем о риске вымирания крупных хищников сегодня », - говорит Максвелл.

Середина мелового периода была трудной в океанах. Ихтиозавры вымерли, когда уровень моря был высоким, а уровень кислорода в море - низким. Многие другие океанические группы, такие как аммониты, быстро спускались вниз в течение того же периода. Таким образом, ихтиозавры могут быть «лишь небольшим аспектом чего-то более важного», говорит Фишер. Сейчас он смотрит, следуют ли другие морские хищники в меловом периоде модели ихтиозавров.

Результаты Фишера не являются общепринятыми. Мотани, например, считает, что сценарий Фишера правдоподобен, но он не согласен со статистическими методами, которые Фишер использует для определения даты вымирания ихтиозавров. Фишер объясняет исчезновение рептилий около 94 миллионов лет назад, но если бы существа вымерли в другое время, корреляция между их судьбой и изменчивостью климата не была бы такой сильной. Фишер, однако, придерживается своих выводов и говорит, что ископаемые данные о морских рептилиях действительно улучшаются в течение мелового периода, что добавляет уверенности в выводы об ихтиозаврах в этот период.

Споры о последних днях ихтиозавров будут продолжаться, поскольку ученые стремятся понять силы, стоящие за таинственным исчезновением успешной группы. Исследователи также надеются понять, что случилось с ихтиозаврами, которые вымерли в конце триаса. Больше окаменелостей поможет. То же самое можно сказать и о методах, которые уже были применены для более точного датирования отложений, содержащих ихтиозавров, что позволило бы исследователям точно определять историю видов.

Новые дебаты и соревнования, характеризующие область, не волнуют Мотани. У него нет тоски по одиноким дням, когда он был одним из немногих специалистов по ихтиозаврам, что журналы изо всех сил пытались рецензировать его рукописи. Напротив, он рад, что все больше ученых преследуют животных, которых он считает «красивыми и прекрасно приспособленными». Для Мотани и других партизан ихтиозавры наконец получают то внимание, которого они давно заслуживают.

Похожие