Исследователи из Чикагского университета, опубликовавшие свои открытия в журнале Science, представили результаты изучения удивительных «мумий» утконосых динозавров вида Edmontosaurus annectens. Около 66 миллионов лет назад тела этих древних рептилий превратились в исключительно детализированные окаменелости, сохранившие мельчайшие особенности кожи, чешуи и копыт. Ученые назвали этот процесс «глиняным трафаретированием». Он заключается в том, что внешние мягкие ткани животного были законсервированы тончайшим слоем глины, который оседал на скелет после захоронения, образуя своеобразную маску толщиной менее 0,25 миллиметра.
Благодаря применению передовых методов визуализации, ученым удалось воссоздать прижизненный облик динозавра. Реконструкция показала высокий гребень, тянувшийся вдоль шеи и туловища, ряд шипов по всей длине хвоста и копыта, закрывавшие пальцы. Сочетание этих данных с окаменевшими следами позволило получить гораздо более полное и точное представление о внешности этого утконосого динозавра – детали, о которых долго спорили, но никогда не подтверждали с такой детализацией.
«Впервые мы получили настолько полное и достоверное представление о внешнем виде крупного динозавра», – заявил ведущий автор исследования Пол Серено, доктор философии, профессор биологии организмов и анатомии в Чикагском университете. Он отметил, что «бедленды в Вайоминге, где были сделаны находки, представляют собой уникальную «зону мумий», которая хранит еще множество сюрпризов, собранных в течение многих лет командами студентов-археологов».
Серено и его коллеги, используя старые полевые фотографии и кропотливую исследовательскую работу, заново определили места в восточно-центральном Вайоминге, где в начале 1900-х годов были обнаружены первые классические «мумии» динозавров. Они картировали компактную «зону мумий» в этих слоях горных пород, представляющих собой наслоения речных песков.
В этой области команда обнаружила еще две «мумии» Edmontosaurus – одну молодую особь и одну постарше. Обе сохранили значительные, непрерывные участки внешней поверхности кожи, предоставив жизненно важные фрагменты данных для составления полного и детального профиля животного.
Профессор Серено подчеркивает, что эти динозавровые «мумии» сильно отличаются от мумий, созданных человеком в египетских гробницах; исходного органического материала здесь не осталось. Как в недавно описанных экземплярах, так и в более ранних находках, обозначенных как «мумии» (включая те, что были найдены на том же месте в 20 веке), сохранившиеся кожа, шипы и копыта существуют не как ткани, а как чрезвычайно тонкое глиняное покрытие, образовавшееся на внешней стороне туши вскоре после захоронения.
«Это маска, трафарет, слой глины настолько тонкий, что его можно было бы сдуть», – пояснил Серено. «Он прилепился к внешней стороне туши благодаря случайным обстоятельствам сохранения».
Для изучения образования этих необыкновенных окаменелостей команда применила комплекс методов визуализации и анализа. Среди них – больничная и микрокомпьютерная томография, тонкие срезы, рентгеновская спектроскопия, анализ глинистых минералов и детальное исследование слоев горных пород, где были найдены окаменелости. Все доказательства указывали на определенную последовательность событий, приведших к такому редкому типу сохранения.
Исследователи предполагают, что после гибели динозавров их тела высыхали на солнце, а затем быстро погребались во внезапных паводках. Микробная пленка на внешней поверхности туши притягивала частицы глины из окружающей влажной осадочной породы посредством электростатических сил. Этот процесс создавал тончайший глиняный трафарет, который точно запечатлел внешнюю форму животного в трех измерениях. Со временем мягкие ткани разлагались, оставляя за собой глиняную пленку и скелет, которые впоследствии окаменели в более длительные геологические периоды.
Обнаружение границы, столь же хрупкой, как этот тонкий глиняный слой, требовало кропотливой работы. Тайлер Кейлор, менеджер лаборатории окаменелостей и соавтор исследования, руководил многочасовой тщательной подготовкой, чтобы обнаружить важнейшие поверхности, не повредив их.
Другая группа под руководством доктора Эвана Сайтты использовала 3D-визуализацию поверхности, компьютерную томографию и сравнение с ископаемыми следами того же периода. Они проследили сохранившуюся мягкую анатомию, исследовали отложения внутри и снаружи «мумии», а также сопоставили копыта динозавра со следом. Затем цифровые художники работали вместе с учеными над созданием реалистичных реконструкций, показывающих, как выглядел и двигался утконосый динозавр, когда он гулял по мягкой грязи почти в самом конце эры динозавров.
«Я считаю, что стоит потратить время на создание команды мечты, чтобы производить науку, которая может быть оценена широкой публикой», – заявил Серено. «Мы никогда не могли так детально рассмотреть внешний вид крупной доисторической рептилии, как сейчас».
Исходя из анализа двух недавно описанных «мумий», исследователи смогли собрать полный, детальный профиль Edmontosaurus annectens.
«Два образца прекрасно дополняли друг друга», – отметил Серено. «Впервые мы смогли увидеть весь профиль, а не разрозненные фрагменты». Они обнаружили непрерывную структуру, проходящую по центру спины, которая начиналась как мясистый гребень над шеей и туловищем. Над бедрами эта структура переходила в один ряд шипов вдоль хвоста, каждый шип располагался над позвонком и аккуратно примыкал к соседним.
Команда также задокументировала строение чешуи динозавра. Самые крупные многоугольные чешуйки располагались вдоль нижней части тела и хвоста, тогда как большая часть животного была покрыта очень маленькими, похожими на гальку чешуйками всего 1–4 миллиметра в поперечнике – удивительно мелкими для динозавра, который мог достигать более 12 метров в длину. Тонкие морщины, сохранившиеся над ребрами, указывают на то, что кожа этого утконосого динозавра была относительно тонкой.
Самое неожиданное открытие было сделано при исследовании задних конечностей крупной «мумии»: этот динозавр имел копыта. Кончики каждого из трех задних пальцев были заключены в клиновидное копыто с плоской подошвой, напоминающее копыто лошади.
Чтобы подтвердить, как выглядели эти лапы при жизни, исследователи объединили данные компьютерной томографии мумифицированных конечностей с 3D-изображениями наиболее сохранившихся следов утконосых динозавров того же периода. Они тщательно совместили кости и отпечатки мягких тканей, получив детальную реконструкцию задней лапы. В отличие от передних конечностей, которые соприкасались с землей только копытами, задние лапы также имели мясистую пяточную подушку позади копыт.
«В этих «мумиях» утконосых динозавров сохранилось так много удивительных «первых» открытий – самые ранние копыта, задокументированные у наземных позвоночных, первое подтвержденное копытное пресмыкающееся, и первое копытное четвероногое животное с различной позой передних и задних конечностей», – прокомментировал Серено.
Помимо раскрытия поразительных анатомических особенностей, исследование предлагает практическую основу для будущих работ по изучению мягких тканей динозавров. Авторы описывают новые методы подготовки образцов, четкий набор терминов для описания мягких структур и типов чешуи, пошаговый путь визуализации от ископаемого образца до полной модели, а также «рецепт» естественного образования «мумии» динозавра.
Их работа представляет не просто ряд отдельных находок. Она предлагает общую модель мумификации динозавров, основанную на глиняном трафаретировании, которую теперь можно будет применить и к другим окаменелостям, возможно, сформировавшимся аналогичным образом.
Команда исследователей также обозначила следующие шаги: целенаправленный поиск дополнительных образцов с подобным типом сохранности в тех же слоях горных пород Вайоминга и в других регионах; биомеханические исследования, которые теперь могут опираться на точные внешние контуры тела; и дополнительные анализы, призванные выяснить, когда и где глиняное трафаретирование наиболее вероятно.
«Возможно, это лучшая работа, которую я когда-либо публиковал», – подытожил Серено. «От полевых раскопок до лабораторных исследований и 3D-реконструкций, наряду с набором полезных терминов, это выдающаяся работа, которая рассказывает цельную историю о том, как образуются эти замечательные окаменелости и что мы можем из них узнать».
