Доклад: Определение пола у динозавров

Можно ли определить пол у динозавров?

Наш рассказ мы начнем не с ответа на этот интригующий вопрос, а с истории открытия одного из самых впечатляющих представителей динозавров - тираннозавра, или “королевского ящера-тирана” (Tyrannosaurus rex).

Это чудовище было впервые описано в 1905 г. палеонтологом Генри Феирфилдом Осборном, который обнаружил части скелета этого огромного животного в штате Монтана (США). С тех пор было обнаружено много отдельных костей этих ящеров, однако полный и при этом отлично сохранившийся скелет был найден только совсем недавно - 12 августа 1990 г., во время проведения раскопок в Хилл Крик, на севере центральной части штата Дакота. Питер Ларсон и Сью Этому тираннозавру дали имя Сью - в честь Сюзанны Хендриксон, которая его обнаружила. На основании предыдущих находок ученые уже знали, что тираннозавры были, наверное, самыми величественными хищниками, когда-либо ходившими по земле. Их длина достигала 12 м, а масса - 8 т. Мощные челюсти и саблевидные зубы с пилообразными краями были приспособлены для удержания и разрывания огромной добычи. Тираннозавры были охотниками, хотя, как полагают, значительную долю их рациона могла составлять и падаль. Ходили они на огромных и мощных задних ногах, а нелепые маленькие передние конечности имели всего два пальца и были столь короткими, что не доставали даже до рта животного. Исследуя скелет Сью, ученые смогли определить, что она погибла во время драки со своим сородичем,- от его укуса. Тело тираннозавра скатилось в водный поток и было очень быстро погребено. Удалось даже определить, что ела Сью в последнюю свою трапезу - оказывается, утконосых динозавров. На скелете Сью оказалось большое количество “палеопатологий”, или, попросту сказать, ран, заживших еще при жизни животного. Они, по-видимому, были нанесены другими тираннозаврами и приносили животному большие страдания. Одна рана на ребре, похоже, никогда не заживала, потому что внутри губчатой кости находился обломок зуба другого тираннозавра. Кроме того, при жизни у Сью была раздроблена малая берцовая кость на левой ноге, осколок ее вышел на поверхность и увеличился вдвое против нормального размера. К моменту гибели животного эта рана уже зажила, но встает вопрос, как тираннозавр умудрялся добывать себе пропитание сразу после ранения и в период выздоровления. Возможно, Сью кормил партнер или она получила свою рану в детстве и выжила благодаря заботе родителей? В то же время изучение скелета Сью поставило гораздо больше вопросов, чем дало ответов. Например, как жили и охотились тираннозавры? То, что вместе со Сью были обнаружены отдельные кости другого взрослого тираннозавра и останки нескольких детенышей, позволило предположить, что эти ящеры держались семьями, по несколько штук вместе. Встал и еще один вопрос: кем была Сью, самцом или самкой? Ответ на этот вопрос мог бы пролить новый свет на особенности взаимоотношений среди динозавров и решить ряд проблем, связанных с их классификацией. Например, можно предположить, что некоторые из динозавров, описанные как разные виды, были на самом деле самцами и самками одного вида.

Проблема полового диморфизма динозавров интересует ученых уже более 70 лет. Еще в 1924 г. палеонтолог О.Абел предположил, что различия в черепных гребнях у канадских ламбиозавров могли быть связаны с половой принадлежностью особей. Очень удобными объектами для изучения полового диморфизма оказались цератопсы - рогатые динозавры, обитавшие в позднем мелу на территории современной Монголии. Эти динозавры имели различия в размерах костей и пропорциях тела. Ученые посчитали, что более крупные индивидуумы были самцами, а мелкие - самками. На такое предположение, безусловно, повлиял тот факт, что у млекопитающих и птиц именно самцы обычно крупнее и массивнее самок. Однако более глубокое изучение хищных ящеротазовых динозавров, называемых тероподами, показало, что эта точка зрения может быть неверной. Михаэль Раатх из музея в Хамвуде (Южная Африка) изучал кости маленького южноафриканского динозавра Syntarus rhodesiensis. Рассматривая кости молодых и взрослых особей, он обнаружил, что когда эти динозавры взрослели, то они развивались в два морфотипа: массивный и стройный. Так как эти различия были видны только у взрослых особей, то, скорее всего, они были обусловлены именно половой принадлежностью. Кости массивных животных были найдены в непосредственной близости от костей детенышей. Динозавры обычно проявляли заботу о потомстве, и не только о кладке, но и о молодняке, а сопровождение молодых более характерно для самок. Поэтому Раатх сделал вполне закономерный вывод, что кости животных с массивным морфотипом принадлежали взрослым самкам, а более грациозные особи, следовательно, были самцами.

Другой исследователь, Кен Карпентер из музея в Денвере, штат Колорадо, исследуя останки северо-американских тираннозавров и монгольских тарбозавров, также установил наличие у них двух аналогичных морфотипов, и, как и Раатх, предположил, что массивный тип принадлежал взрослым самкам. Это предположение частично базировалось на форме таза массивных особей, который, по мнению ученого, должен был быть достаточно широким для нормальной откладки яиц. Несмотря на большой интерес к проблеме полового диморфизма, никто из ученых до последнего времени не мог выделить какую-либо единственную анатомическую характеристику, позволявшую бы определить пол любого динозавра по его скелету.

Палеонтолог Питер Ларсен начал свои исследования в этой области в 1990 г.- именно тогда, когда был обнаружен скелет тираннозавра Сью. Ларсен подошел к решению проблемы очень ответственно, и его рассуждения были примерно следующими. У большинства птиц и млекопитающих самки действительно мельче самцов. Однако, например, у хищных птиц или китов наблюдается обратная картина. У ряда рептилий, в частности змей и черепах, и у многих земноводных самки также крупнее самцов. Крупным размерам самок легко найти объяснение. Ведь именно эти особи, несущие в своих половых клетках не только генетическую информацию, но и запас питательных веществ, необходимый для развития будущего зародыша, расходуют на размножение больше энергии. Самкам же, как правило, отводится и основная роль в заботе о потомстве, роль, предполагающая и охоту, и защиту от хищников.

Но почему же тогда у большинства птиц и млекопитающих самки все же мельче самцов? Можно предположить, что крупные размеры имеют самцы в первую очередь у видов, не образующих постоянных пар или у стадных животных, когда более крупные самцы имеют преимущества в завоевании самок, а потом берут на себя роль охраны потомства. А вот у хищных птиц, строгих моногамов, самцы, как уже было сказано, отличаются более мелкими размерами. Так что если хищные динозавры, такие как тот же тираннозавр, образовывали постоянные пары, то их самки вполне могли быть крупнее самцов. Во всяком случае, в этом не было бы ничего удивительного.

Предварительные же исследования растительноядных динозавров, таких как, например, орнитихии (Ornithischians), заставляют предположить, что они вели стадный образ жизни, так что самцы у них вполне могли быть крупнее самок... Короче, только на размеры и пропорции тела в вопросе определения пола у динозавров полагаться никак нельзя. Но может быть, есть и другие пути?

Для реконструкции ряда особенностей биологии динозавров часто “обращаются за советом” к ныне живущим крокодилам, которые, как известно, имеют с динозаврами много общих предковых черт. Так вот, у самцов этих животных есть мускул, идущий от полового члена и прикрепляющийся к нижнему отростку одного из позвонков в области тазового пояса. У самок же аналогичный отросток по размеру гораздо короче, чем у самцов, а также по сравнению с отростками других позвонков. Может быть, и у самок динозавров отросток соответствующего позвонка был короче других? Исследовав скелет Сью, принадлежавший, кстати, к “мощному” морфотипу, Питер Ларсен со своими коллегами обнаружили, что нижний отросток на соответствующем позвонке тазового пояса действительно был вдвое меньше предыдущего. Из этого ученые сделали вывод, что Сью была самкой. В 1993 г. аналогичные результаты получил исследователь Филлип Куррье, который в течение ряда предшествующих лет занимался изучением скелета ящеров заурорнитоидов (Saurornithoides), обнаруженных в Монголии. Эти похожие на птиц динозавры имели небольшие размеры, длину всего около 2 м и массу 27-45 кг. Но, несмотря на небольшие размеры, они были хищниками и приходились родственниками огромным тираннозаврам. Для взрослых особей заурорнитоидов также были отмечены мощный и стройный морфотипы. И, как обнаружил Куррье, у стройных форм на позвонке в тазовом поясе имелся длинный, а у животных мощного морфотипа - короткий клиновидный отросток. Следовательно, первые были самцами, а вторые - самками. Интересно, что изучение скелета черепа этих динозавров позволило предположить, что заурорнитоиды имели весьма развитый мозг, позволявший им не только хорошо координировать свои действия во время охоты на мелких млекопитающих, но и проявлять сложную заботу о своем потомстве. Вполне возможно, что они выпасали своих детенышей, подобно тому, как это делают современные страусы и эму. Возможно, обнаруженные половые различия в строении скелета характерны только для хищных теропод, однако имеются все основания полагать, что они будут выявлены и у других динозавров.

Способ определения пола динозавров может помочь реконструировать некоторые события из жизни этих удивительных животных, населявших нашу планету в период примерно от 200 до 65 млн лет назад, в частности проверить ряд гипотез об их поведении и социальной организации. Отлично сохранившийся скелет Сью очень помог ученым в решении целого ряда проблем, поставив, в свою очередь, новые задачи, которые можно было бы и решить, если бы эта удивительная находка до сих пор оставалась в руках исследователей. К сожалению, в 1992 г., т.е. всего через два года после раскопок, со Сью произошла трагедия. Скелет тираннозавра был конфискован представителями федерального правительства США, которые утверждали, что институт Блек Хилл владеет находкой незаконно. Институт обратился в суд, который признал, что ученые во время раскопок и изучения Сью не нарушили никаких законов. Но... прошло уже почти 5 лет, а Сью до сих пор не вернулась в институт. Скелет этого замечательного животного хранится где-то в металлическом контейнере в совершенно непригодных условиях, и скорее всего, если ученые когда-нибудь смогут заглянуть в этот контейнер, то уже не обнаружат там ничего, кроме пыли. Однако кто знает... Остается только надеяться на лучшее.

Автор Н.Ю.Феоктистова