Высокая скорость смены зубов давала преимущество этим доисторическим хищникам
Для плотоядных динозавров острота зрения имела первостепенное значение. Независимо от того, срезали ли они плоть с бока своей добычи или дробили кости своих жертв в щепки, поедание других животных может быть тяжелым испытанием для зубов.
Как и все зубастые динозавры, доисторические хищники меняли свои зубы на протяжении всей своей жизни. В их челюстях постоянно росли новые столовые приборы, чтобы убрать старые или сломанные зубы. И новое исследование, опубликованное сегодня в PLOS ONE, показывает, как часто три мезозойских мясоеда заменяли своих грызунов. Доказательства того, что у этих хищников вырастали новые зубы несколько раз в год, также могут рассказать нам новые вещи о том, как эти животные охотились и питались.
Исследование, опубликованное палеонтологом из Университета Адельфи Майклом Д’Эмиком и его коллегами, продолжает предыдущую работу по изучению зубов травоядных динозавров. В 2013 году Д’Эмик и соавторы подсчитали, что длинношеие юрские травоядные Camarasaurus и Diplodocus заменяли один зуб каждые 62 дня и 35 дней соответственно. Растительная пища может быть абразивной, быстро изнашивать зубы, поэтому травоядным динозаврам требовалось постоянное пополнение запасов. А как же хищники?
Находясь в Университете Стоуни-Брук, Д’Эмик увидел множество зубов майюнгазавра, выпавших при жизни динозавров. Этот динозавр был высшим хищником своего времени, достигая около 20 футов в длину и весом около тонны.«Есть много других видов, известных из той же формации и района на Мадагаскаре, но их выпавшие зубы не очень многочисленны, поэтому я подумал, что в самом майюнгазавре должно быть что-то уникальное», - говорит Д'Эмик.
Огромный размер выборки окаменелостей зубов дал возможность изучить майюнгазавра, который жил в конце мелового периода, вплоть до столкновения, которое уничтожило нептичьих динозавров 66 миллионов лет назад. таким же образом команда изучала травоядных с длинной шеей. Зубы хищников юрского периода аллозавра и цератозавра, которые жили около 150 миллионов лет назад, были добавлены к набору исследований, чтобы увидеть, как мясоеды из разных времен и ветвей генеалогического древа динозавров сравниваются друг с другом.
Исследователи использовали компьютерную томографию (КТ), чтобы заглянуть в рот динозавров, создав изображения, которые выявили слои нескольких челюстей динозавров. Зубы динозавров складываются, как рожки мороженого, по мере того, как они развиваются внутри челюсти, а микроскопические детали позволяют палеонтологам оценить, сколько времени потребовалось каждому отдельному зубу для развития и замены предыдущего. Исследователи разработали новую технику для оценки формирования зубов по их размеру, не разрезая и не разрушая саму окаменелость. «Мы хотим иметь возможность сказать, что зуб формы и размера «x» сформировался за «y» дней», - говорит Д’Эмик.
Оценки роста зубов основаны на видимых линиях, которые, как считается, откладываются ежедневно, но, как отмечает палеонтолог из Университета Альберты Аарон Леблан, у современных животных существует множество различий.
«Млекопитающие оставляют линии на зубах, которые могут откладываться каждые несколько часов, ежедневно, в течение пяти-восьми дней или даже дольше, и мы понятия не имеем, почему существует такая естественная вариация», - - говорит ЛеБлан. Еще меньше известно о современных рептилиях, и будущие исследования могут изменить некоторые оценки времени формирования зубов у динозавров. Тем не менее, сравнивая новые результаты с тем, что было обнаружено ранее, кажется, что все три хищника в исследовании заменили свои зубы относительно быстро.
Палеонтологи обнаружили, что у хищников юрского периода Allosaurus и Ceratosaurus частота замены зубов составляла около 100 дней, в то время как у майюнгазавра мелового периода частота смены зубов была гораздо выше - около 56 дней. «Основываясь на невероятном обилии выпавших зубов майюнгазавра, я бы предположил, что он быстро заменил свои зубы, но я не мог представить, насколько быстро», - говорит Д’Эмик. Этот динозавр заменял свои зубы со скоростью, аналогичной травоядным видам, которые поддерживали быструю смену зубов, и, по оценкам исследователей, примерно в 14 раз быстрее, чем у тираннозавра, сокрушающего кости.
Но почему Майюнгазавр так отличался от других хищников? Предыдущая работа по динозаврам-тероподам была сосредоточена на знаменитых тираннозаврах, которые медленно заменяли свои зубы. Но медленная скорость смены зубов у тираннозавров может быть специфичной для этого вида.
«С этим новым набором данных похоже, что у большинства динозавров был высокий коэффициент воспроизводства независимо от рациона», - говорит палеонтолог из Университета Британской Колумбии Кирстин Бринк. Точно так же, отмечает Бринк, мало что известно о том, как замена зубов динозавров могла измениться в течение жизни отдельного животного.
Даже принимая во внимание эти предостережения, майюнгазавр остается исключением даже среди других хищников, что поднимает вопрос о том, что динозавр делал по-другому. Высокая скорость смены зубов может дать представление о рационе животного. Во время своего пребывания на Мадагаскаре мелового периода майюнгазавр жил в суровых условиях, в которых наблюдались сильные колебания между влажным и засушливым сезонами.
«Мы знаем, что он часто царапал и раскалывал кости зубами, потому что на многих костях этой формации есть царапины и выемки, расстояние между которыми такое же, как у майюнгазавра», - говорит Д’Эмик. В то время как другие плотоядные динозавры, возможно, в значительной степени избегали кусать кости, кажется, что майюнгазавр чаще пережевывал богатые кальцием кусочки. «Это потребовало бы высокой частоты замены зубов, потому что зубы майюнгазавра маленькие с очень тонкой эмалью», - говорит Д’Эмик.
Дополнительные исследования поместят зубы хищников в более широкий контекст. По словам Леблана, почти ничего не известно о частоте смены зубов у динозавров, живших ранее в юрском периоде или еще в более древние времена в триасовом периоде. Образцы этих древних времен относительно немногочисленны, что затрудняет детальное изучение ранних динозавров.
По мере того, как сходства и различия в генеалогическом древе динозавров обнаруживаются, становится возможным исследовать не только то, как форма зубов динозавра связана с его рационом, но и то, как эти зубы росли и заменялись. Благодаря новым методам исследования и гипотезам, которые необходимо проверить, палеонтологи будут продолжать отслеживать передний край.