Долгие годы среди палеонтологов не утихали споры: является ли единственный череп, послуживший для описания вида `Nanotyrannus`, образцом самостоятельного вида или же это всего лишь молодая особь `Tyrannosaurus rex`. Недавнее исследование, опубликованное в журнале `Science`, наконец, разрешило этот вопрос. Работа ученых показала, что `Nanotyrannus` был почти полностью взрослым животным, а не юным `T. rex`, а также предоставила новые данные о том, как крупные виды тираннозавров достигали быстрого роста.
Совместная команда, в состав которой входил постдокторант Института динозавров доктор Зак Моррис, изучила спорный голотип `Nanotyrannus` – образец, изначально использованный для идентификации вида. Особое внимание они уделили подъязычной кости – кости горла. Исследуя микроскопические детали этой кости и сравнивая их с образцами современных птиц, крокодилов и других динозавров, включая экземпляры из серии роста `T. rex` в Зале динозавров, группа подтвердила, что `Nanotyrannus` был зрелым и самостоятельным хищником. Хотя он был меньше взрослого `T. rex`, он все же являлся полностью сформировавшимся животным, обитавшим в гораздо более разнообразной экосистеме позднего мелового периода, чем предполагалось ранее. Будучи вдвое меньше взрослого `T. rex`, `Nanotyrannus`, вероятно, конкурировал с молодыми особями `T. rex` за ту же добычу.
«Ключевым элементом в этом споре была идентичность голотипного образца. Обнаружение того, что этот небольшой череп на самом деле был полностью взрослым, однозначно доказывает его отличие от `Tyrannosaurus rex`», – отметил доктор Кристофер Гриффин, ведущий автор исследования и доцент геолого-геофизических наук в Принстонском университете.
Подобно годичным кольцам деревьев, тонкие срезы, взятые из костей динозавров, могут раскрыть возраст животного и скорость его роста. Ученые изучают микроскопические паттерны тканей внутри этих образцов костей для определения зрелости. Обычно используются длинные кости, такие как ребра или бедренные кости, но они не всегда сохраняются. В случае с `Nanotyrannus` большая часть голотипа состоит из черепного материала, заполненного пазухами и другими неровными структурами, что делает его непригодным для такого рода исследований. Однако подъязычная кость – кость горла, поддерживающая язык, – предоставила редкую возможность для оценки зрелости у образца, где преобладает череп.
«Когда мы начинали этот проект, было неясно, сохраняет ли подъязычная кость информацию о росте динозавра. Честно говоря, мы в основном принимали гипотезу о том, что `Nanotyrannus` был юным `T. rex`, поэтому ожидали, что микроскопическая структура кости, или гистология, голотипа покажет, что это животное все еще быстро росло, – рассказал соавтор исследования доктор Моррис. – Мы совершенно не ожидали увидеть, что оно приближалось к зрелости с явными признаками прекращения роста!»
Поскольку ранее никто не доказывал, что подъязычные кости могут надежно сохранять информацию о росте, исследователям необходимо было проверить этот метод, прежде чем применять его к `Nanotyrannus`. Для этого доктор Гриффин собрал команду для создания широкого сравнительного набора данных образцов подъязычных костей живых ящериц, крокодилов, птиц и вымерших динозавров. «Чтобы показать, что микроструктура подъязычной кости будет работать для определения статуса зрелости у `Nanotyrannus`, нам сначала пришлось собрать убедительные доказательства этого метода для многих групп живых рептилий и вымерших динозавров», – объяснил доктор Гриффин.
Доктор Моррис руководил работой над ювенильными и субадультовыми образцами, известными как «`Thomas`», из редкой серии роста `T. rex` Музея естественной истории. «Серия роста в нашем Зале динозавров имела решающее значение для демонстрации того, что подъязычная кость у `Tyrannosaurus` показала те же данные о росте, что и длинные кости, – объяснил Моррис. – Наличие серии роста, которая уже была гистологически проанализирована, означало, что мы могли сравнить данные о росте в подъязычной кости и данные о росте в длинных костях и убедиться, что они показывают согласованные сигналы даже у этих уникальных гигантских хищников». Это сравнение позволило исследователям установить четкие критерии для различения различий в росте между `T. rex` и `Nanotyrannus`.
«Наш `Tyrannosaurus`–подросток выглядит незрелым как по конечностям, так и по подъязычной кости, в то время как `Thomas` выглядит более зрелым, но все еще не совсем взрослым животным. Забавно, но `Thomas` не так зрел, как голотип `Nanotyrannus`, несмотря на то что он намного крупнее», – добавил Моррис.
Полученные результаты подчеркивают важность понимания палеонтологами стадии зрелости голотипных экземпляров. Без этих знаний ученые рискуют ошибочно принять изменения, связанные с ростом, за эволюционные. «Многие методы в современной палеонтологии требуют определенной степени деструктивного анализа, и как куратор я всегда стараюсь найти баланс между сохранением и открытием. Мы сохранили анатомические данные путем 3D-сканирования, изготовления форм и отливок подъязычной кости, и еще много материала осталось для будущих анализов, – объяснила старший автор доктор Кейтлин Коллири из Кливлендского музея естественной истории. – В данном случае это того стоило, потому что мы приобрели гораздо больше, чем потеряли».
Новые данные также меняют представление о Северной Америке позднего мелового периода. Вместо того чтобы `T. rex` правил в одиночку до массового вымирания в конце мелового периода, регион, по-видимому, одновременно был домом для нескольких видов тираннозавров. «Удивительно, что наше исследование совпадает с результатами других независимых источников, включая анализ, опубликованный в прошлом месяце, демонстрирующий, что несколько видов тираннозавров жили бок о бок. Это показывает, что нам необходимо пересмотреть наши представления о том, как выглядели эти экосистемы», – заявил доктор Моррис.
Доктор Моррис занимает должность первого постдокторанта Института динозавров, сосредоточившись на том, как процессы развития формируют эволюционные изменения и как анатомия черепа меняется со временем в палеонтологической летописи. «Я очарован тем, как изменения в процессе развития порождают скелетные особенности, отличающие динозавров, птиц, крокодилов и других позвоночных, – сказал Моррис. – Этот проект стал увлекательным сотрудничеством для непосредственного изучения закономерностей развития в палеонтологической летописи».
«Экспертиза Зака в области роста и развития динозавров в сочетании с его гистологическими навыками стала огромным преимуществом для этого проекта. Это еще один пример того, как наши постдоки `NHMLAC` проводят новаторские, фундаментальные исследования, – отметил доктор Нейт Смит, директор и куратор Института динозавров имени Гретхен Огастин. – Это исследование также подчеркивает невероятный потенциал уникальных музейных коллекций, таких как наша серия роста `T. rex`, которые не только информируют общественность, но и предоставляют богатую почву для новых научных открытий».
