Эволюция в прыжке: почему крокодилы пережили динозавров

В Гарвардском и Бристольском университетах сравнили 240 черепов и 205 челюстей крокодиломорфов и проследили 230 миллионов лет их эволюции. Основной вывод учёных: эволюция эта шла с поистине фантастической скоростью. Исследователи даже составили инфографику, чтобы показать, как предки крокодилов умели меняться почти до неузнаваемости: обладатели длинных морд становятся, простите, тупорылыми или наоборот. Палеонтологи упомянули, что изначально было принято по внешности судить о родстве, но при более внимательном анализе выяснилось, что на одной и той же эволюционной линии могут оказаться совершенно непохожие друг на друга рептилии.

Эволюция в прыжке: почему крокодилы пережили динозавров

Это престозух. Несколько его окаменелых костей нашли в Бразилии в 1928 году. Российские учёные воссоздали скелет на основе всех имеющихся знаний, вот уже более 25 лет получившаяся версия выставлена в Палеонтологическом музее имени Ю.А. Орлова.

Реконструкция древнего животного Prestosuchus chiniquensis. Фото © Wikipedia

Он был ещё не совсем предком крокодилов, скорее предком предков. Наземный хищник длиной до десяти метров. Можно даже сказать, не такой уж и пресмыкающийся: обратите внимание на внушительные ноги, на которых он, судя по всему, весьма уверенно и быстро передвигался. Обитал в среднем триасе. Значит, в районе 240 миллионов лет назад. Относится к отряду текодонтов — древних ящеров, которые приходятся роднёй и динозаврам, и птерозаврам (летающим), и, собственно, крокодилам. Примерно 200 миллионов лет назад они вымерли, но оставили после себя следующую ступень эволюции — крокодиломорфов.

Окаменелость Protosuchus richardsoni — одного из далёких предков современных крокодилов. Фото © Wikipedia

Вот, например, протозухии. Название с латыни так и переводится — «первые крокодилы». Эти останки нашли в 1933 году в Аризоне, США. Как установили палеонтологи, обладатель этого скелета жил на Земле в начале юрского периода. Зверь сравнительно небольшой. Всего около метра в длину, весил килограммов сорок, опять же, сухопутный. И примечательно, что задние ноги куда длиннее и мощнее передних. А ещё обращает на себя внимание довольно короткая морда: с такой пастью удобно ловить добычу небольшую, но жёсткую.

Реконструкция одного из представителей крокодиломорфов — Araripesuchus wegeneri. Фото © Wikipedia

А такие жили на сотню миллионов лет позже. Это нотозухии. Тоже длинноногие, быстроходные. Но не все кровожадные, были среди них и вегетарианцы. И теперь сравним их с ближайшим родственником — талаттозухией. Небо и земля. Вернее, нет. Море и земля. А ведь это тоже крокодил.

Реконструкция водоплавающих крокодиломорфов — талаттозухий. Фото © Wikipedia

Самые крупные представители были метров семь длиной. Обитали исключительно в воде, ловили рыбу, для чего и понадобилась вытянутая морда — работает наподобие щипцов. Зубов видимо-невидимо — до 200 штук.

Русский ихтиозавр. Что за монстра нашёл ребёнок на Дальнем Востоке

От всех этих животных остались только отпечатки на камнях. Продолжить свой род, свою эволюцию удалось только мезозухиям. Примерно таким.

Реконструкция представителя вымершего рода Sebecus. Фото © Wikipedia

Это последняя из известных мезозухий, её назвали в честь древнеегипетского божества с крокодильей мордой — Себека. Sebecus уже начинает напоминать тех крокодилов, к которым мы привыкли: как минимум брюхо как следует пресмыкается. В основном мезозухии исчезли относительно недавно — 35 миллионов лет назад, а этот вид прожил ещё на десяток миллионов лет дольше.

Динозавр размером с "боинг". В Аргентине нашли останки самых огромных ящеров в истории — фото

Учёные убеждены, что именно от таких существ произошли эузухии. Это на языке биологии клада, то есть обширная группа рептилий, к которым относятся и 26 ныне существующих видов крокодилов, аллигаторов, кайманов и гавиалов. Они ползают и плавают уже примерно 100 миллионов лет. То есть великое мел-палеогеновое вымирание 66 миллионов лет назад их, конечно, коснулось, но не уничтожило совсем.

В Гарвардском и Бристольском университетах сравнили 240 черепов и 205 челюстей крокодиломорфов и проследили 230 миллионов лет их эволюции. Основной вывод учёных: эволюция эта шла с поистине фантастической скоростью. Исследователи даже составили инфографику, чтобы показать, как предки крокодилов умели меняться почти до неузнаваемости: обладатели длинных морд становятся, простите, тупорылыми или наоборот. Палеонтологи упомянули, что изначально было принято по внешности судить о родстве, но при более внимательном анализе выяснилось, что на одной и той же эволюционной линии могут оказаться совершенно непохожие друг на друга рептилии.

Именно эта способность сравнительно быстро превращаться из сухопутных животных в морских, менять место жительства и диету обеспечила многообразие вариантов выживания, то есть крокодилы дожили до наших дней благодаря умению приспосабливаться. Как отмечается, пик этой изменчивости пришёлся на меловой период, то есть от 145 миллионов лет назад и до того самого момента, когда на Землю, по основной версии, рухнул десятикилометровый астероид. А вот в последнее время (вот уже эдак 80 миллионов лет) таких резких превращений не наблюдается. Учёные подчёркивают, что во многом это потому, что в эпоху мела на Земле было теплее, чем сейчас, и можно было безболезненно переселяться куда угодно. А вот в эпоху палеогена (он как раз начался с катастрофы 66 миллионов лет назад и закончился 23 миллиона лет назад) на планете заметно похолодало, и древние крокодилы предпочли остаться поближе к экватору. И всё-таки этого объяснения недостаточно.

Результаты сканирования черепов зародышей африканского карликового крокодила, американского аллигатора и ложного гавиала. Фото © Гарвардский университет

Не так давно в Гарварде просканировали крокодильи яйца и сравнили черепа зародышей африканского карликового крокодила, американского аллигатора и ложного гавиала (с особо острой мордой, обитает в Индонезии, Малайзии). Учёные подчеркнули, что эмбриональное развитие почти у всех видов крокодилов начинается с одной и той же отправной точки, то есть изначально они все совершенно одинаковы, но к моменту вылупления детёныш каждого вида приобретает превеликое множество особенностей. Исследователи подозревают, что у этих рептилий есть какой-то секретный генетический механизм турбоэволюции. Осталось только разобраться, что это за механизм.

Жаль только, что многим крокодилам он не помогает справиться с трагедией, которая для них оказалась похуже астероида (или что там случилось на самом деле), — появлением человечества на Земле. Китайский аллигатор почти исчез, потому что живёт исключительно в бассейне реки Янцзы, а её нещадно эксплуатируют ради растущего населения человека разумного. Сиамский и филиппинский крокодилы на грани исчезновения из-за браконьерства. Длинноносый гангский гавиал вымирает из-за того, что его яйца считают целебными, а на носу у него некие афродизиаки. Да и вообще им жить становится особо негде, кругом рыболовные сети.

Самое интересное из мира науки и технологий — в телеграм-канале автора.

В это время были широко распространены стенеозавры — большие и сильные рептилии, длина тела которых достигала 4-6 метров.

Метриоринх

Еще одним представителем древних крокодилов является метриоринх. Ученые считают, что они жили в юрском периоде, который был на Земле 165-155 миллионов лет назад. Этот вид разделен на 2 группы – узкомордые и широкомордые метриоринхи.

В длину эти крокодилы дорастали до 2,5-3 метров. Форма конечностей была схожа с плавниками, а хвост у них был, как у рыб – на хвосте имелась плавниковая складка. Благодаря тому, что позвоночник переходил в хвост, улучшались плавательные способности этих рептилий. Метриоринхи были морскими животными, они не могли передвигаться по суше, а вот в воде чувствовали себя комфортно.

Точное представление о том, какие были древние крокодилы, отсутствует, потому что исследователи смогли отыскать всего несколько таких экземпляров, по которым не было возможно понять степень их распространенности и положение в пищевой цепочке. С другой стороны, существуют ископаемые экземпляры, которые были сохранены достаточно хорошо, чтобы палеонтологи смогли точно установить их возраст, особенности питания и габариты.

Саркозух является одним из огромных предков крокодилов периода мезозой. Длина такого животного достигала 12 метров, и благодаря своим острым иглоподобным зубам это существо могло напасть даже на динозавра. Во многом на него был похож гангский крокодил, габариты которого несколько отличались. Довольно впечатляющим экземпляром считались дейнозухи с длиной тела до 14 метров и весом до 8 тонн. По мнению экспертов, сила укуса такого хищника была не меньшей, нежели у тираннозавра. Ни один ныне существующий вид крокодилов не способен похвастаться такими параметрами. Еще по одной причине дейнозухи считаются уникальными. Они самые древние особи, которые были именно крокодилами, а не относились к семейству аллигаторов.

В миоценовый период на Земле обитали пурусзавры с длиной тела до 10 метров. При этом череп такого существа был 1,5 метра в длину. По массивности такой древний крокодил превзошел даже дейнозухов. Если говорить о самых длинных в истории крокодилах, то это были те, которые жили в кайнозое — рамфозухи, тело которых доходило до 17 метров, а вес составлял 8 тонн.

Крокодилы 21 века, если их сравнить с древними представителями такого рода, покажутся довольно мелкими, хотя это не помешало им оставаться смертельно опасными животными.

Существовали дейнозухи в конце мелового периода, около 80 – 73 миллиона лет назад (кампанский ярус). Были широко распространены на территории Северной Америки (США и север Мексики).

Динозавры

Пожалуй, самый известный доисторический аллигатор на текущий момент и один из самых впечатляющих. Латинское название Deinosuchus происходит от двух древнегреческих слов – ужасный крокодил. Оно дано под впечатлением размеров окаменелых останков, не сопоставимых ни с одним нынешним родственником. Массивная зубастая пасть свидетельствует о том, что он представлял угрозу для многих кампанских динозавров.

Визитная карточка

Время и место существования

Существовали дейнозухи в конце мелового периода, около 80 – 73 миллиона лет назад (кампанский ярус). Были широко распространены на территории Северной Америки (США и север Мексики).

Шедевр испанского художника Рауля Мартина, на котором дейнозух атакует динозавра альбертозавра, неосторожно ступившего в воду (2009 год). Изображена относительно юная особь, ибо взрослые альбертозавры достигали длины 9 метров. Вообще это часто встречающееся противостояние в рамках художественных произведений, хотя на самом деле исследования показывают, что альбертозавры жили несколько позже и не пересекались с дейнозухами.

Виды и история обнаружения

Ныне общепризнаны два вида – Deinosuchus rugosus (типовой) и Deinosuchus riograndensis.

Останки первого вида дейнозуха были обнаружены ещё в середине 19 века в округе Блейден (штат Северная Каролина, США). Описан крокодил был американским геологом-исследователем Эбенезером Эммонсом в 1858 году. Находка представляла собой два немного загнутых, больших и толстых зуба. Они были покрыты вертикально рефлёной эмалью. Учёный отнёс животное к роду полиптиходона и выделил в отдельный вид Polyptychodon rugosus. То есть полиптиходон был классифицирован как один из родов крокодилов. Лишь спустя много лет исследования показали, что оригинальный полиптиходон был морским ящером – плезиозавром, а эта пара зубов принадлежит отнюдь не ему. Тогда упомянутый экземпляр стали причислять к роду дейнозуха и выделять в отдельный вид Deinosuchus rugosus.

В 1869 году знаменитый американский палеонтолог Эдвард Коп описал ещё один зуб, обнаруженный на сей раз в округе Сэмпсон. Он назвал его Polydectes biturgidus. По всем признакам он также принадлежит дейнозуху.

Затем уже в 1903 году буквально на поверхности земли в Уиллоу Крик (штат Монтана, США) американскими палеонтологами Джоном Хэтчером и Т. Стэнтоном были обнаружены окаменелые остеодермы. Это костные пластины, встречающиеся у различных рептилий и несущие различные функции. При первом осмотре они были отнесены к остеодермам панцирного динозавра эвоплоцефала. Однако исторические раскопки, которыми руководил У. Уттербэк, продолжились и постепенно были добыты другие фрагменты рептилии: дополнительные остеодермы, позвонки, рёбра и даже лобок. Тогда стало ясно, что это никак не анкилозавр, а классический представитель крокодиловых форм.

Обнаружив это, Хэтчер, испытывающий невероятный интерес к динозаврам и не имеющий такового к крокодилам, существенно снизил темп исследований. После его смерти в 1904 году работу над ископаемыми продолжил коллега Уильям Холланд. В 1909 году он производит на свет описание нового рода – дейнозух. Вид получает название Deinosuchus hatcheri в честь Джона Хэтчера. Собственно сейчас он отнесён к синонимам Deinosuchus rugosus.

Далее в ходе экспедиции Американского Музея Естественной Истории (1940 г.) а национальном парке Биг-Бенд (штат Техас, США) была обнаружена масса окаменелостей, принадлежащих крупным ископаемым крокодилам. Экземпляры были описаны палеонтологами Эдвином Кольбертом и Роландом Бёрдом в 1954 и выделены как вид Phobosuchus riograndensis.

На иллюстрации Эдвина Кольберта дейнозух намеревается напасть на юного хасмозавра (позднее выяснилось, что в формации Агуха обитали не хасмозавры, а их близкие родственники – агухацератопсы).

В дальнейшем они были рассмотрены другими именитыми учёными, а именно Джоном Хорнером и Дональдом Бёрдом. По результатам причислены к тому же дейнозуху. Целый ряд новых образцов дейнозуха были обнаружены за последующие десятилетия. Они помогли восстановить облик животного и определить ареал его обитания. Последний оказался весьма широк, что говорит о прекрасной приспособленности дейнозуха и наличию большого количества животных, на которых велась охота.

Строение тела

Длина тела дейнозуха достигала 10,64 метров. Высота же до 1,4 метров. Весил он до 5 тонн.

Сравнение дейнозуха с человеком, проведённое индийским художником SameerPrehistorica. Как и все аллигаторы, дейнозух передвигался по твёрдой поверхности ползком на четырёх толстых изогнутых ногах. При этом обтекаемая форма обеспечивала хорошую маневренность и скорость передвижения в воде. На суше же холоднокровный гигант становился неповоротлив и был способен совершать рывки только на короткие дистанции.

Огромная голова, длиной около полутора метров, в основном состояла из широких массивных челюстей – орудия охоты. Зубы дейнозуха весьма неоднородны, что вы можете увидеть на реконструкциях ниже. Особенно крупны и длинны – это пара в середине предчелюстной кости и несколько в центре верхней челюсти. Задние зубы более тупые и короткие. Скорее всего, они предназначались для дробления черепашьих панцирей и аналогичных структур. Общее же свойство всех зубов дейнозуха – внушительная толщина. Они явно предназначались для серьёзных нагрузок.

Глаза располагались высоко, поэтому дейнозуху достаточно удобно выслеживать подходящих к водоёму динозавров. Округлое вытянутое туловище заканчивалось длинным толстенным хвостом.

Спина дейнозуха покрыта достаточно крупными круглыми остеодермами, внешне похожих на косточки гигантского персика и совсем не похожих на пластины саркозуха. Скорее сего первичной функцией оных была не защита, а терморегуляция: нагревшиеся на полуденном солнце твёрдые структуры дольше сохраняли тепло огромного тела.

3D-модель дейнозуха от американского дизайнера Френка Деноты.

Скелет дейнозуха

На фото представлен экспонат вида Deinosuchus rugosus, ныне выставленные в Музее Естественной Истории Юты (г. Солт-Лейк-Сити, США).

Ниже предлагаем вашему вниманию череп Deinosuchus riograndensis из Института Блэк-Хилс (штат Южная Дакота, США). Как видите, внутрь специально помещён череп современного аллигатора. Не правда ли, впечатляет?

Питание и образ жизни

Очевидно, что дейнозухи обитали в традиционный для современных крокодилов полуводной среде. Чем дальше они отходили от родного водоёма – тем некомфортнее себя ощущали.

А чем же питался гигантский меловой аллигатор? Огромная пасть с мощными челюстями, сила укуса которых намного превосходит силу современных гребнистых крокодилов, говорит нам о высокой доле достаточно крупных животных в его рационе.

Какова же доля динозавров в рационе дейнозуха? Учитывая широкий ареал обитания и эффективное строение челюстей животного – в среднем приблизительно 50%. В основном это были орнитоподы и цератопсы, но отдельным пунктом выделим охоту на анкилозавров. Они были довольно неповоротливыми и могли быть схвачены за морду в момент питья. Булава на хвосте при этом оказывалась абсолютно бесполезной.

Остальная доля пищи дейнозуха приходилась на водных обитателей и падаль. Среди первых отметим черепах ботремисов, на останках которых были обнаружены предположительные следы зубов аллигатора. По соседству с дейнозухом проживала и другая черепаха – терлингуахелис, достигающая несколько метров в длину. Мощными челюстями было довольно просто раскусить панцири меловых черепах. Для их дробления особенно подходят задние ряды округлых коротких зубов. Также в рацион дейнозухов входила всевозможная рыба и земноводные.

Естественно, процент динозавров зависел напрямую от среды обитания конкретной особи и сложившейся в ней экосистемы. Показателен пример современных животных, имеющих такое же широкое распространение. Это же в своей статье от 2002 года утверждает и палеонтолог Дэвид Швиммер, глубоко ушедший в изучение дейнозухов. По его мнению, крупные и относительно немногочисленные дейнозухи из Монтаны и Техаса занимали нишу сверххищников.

А меньшие по размерам и более многочисленные дейнозухи с востока Северной Америки имели заметно меньшую долю динозавров в рационе. Последние могли занимать приблизительно такую же экологическую нишу, что и современные аллигаторы.

Судя по всему дейнозухи умели прекрасно маскироваться и медленно приближаться к потенциальной жертве, пьющей у берега. Достаточно длинные и толстые зубы при большой площади челюстей обеспечивали уверенный захват. При этом дейнозух был способен нанести жертве высокий урон даже при одномоментном сжатии пасти. Мы предполагаем, что резкое сжатие челюстей – один из базовых методов атаки дейнозуха. Они гораздо более массивны, чем у современных аллигаторов, а зубы довольно длинны. Поэтому при захлопывании суммарный урон был огромен. Затем он затаскивал ошеломлённую жертву в воду, полностью погружая голову. Даже если жертва вырывалась, то зачастую не могла выбраться из воды далеко с подобным ранением.

Ещё один вопрос – охотились ли дейнозухи группами? Если брать в расчёт современных родственников, то это зависит от множества факторов. Взрослые крупные особи могли вести одиночный образ жизни и не пускать других на свою территорию. Столкновения аллигаторов могли доходить и до фатальных случаев. Молодые дейнозухи, наоборот, могли скапливаться в одном месте и даже заниматься коллективной охотой. С точки зрения экосистемы это логично, ибо чем больше животное, тем больше ему требуется пищи и тем меньше ему нужны потенциальные нахлебники.

Канадский художник Джулиус Чотоньи изобразил рептилию в синих тонах. На противоположном берегу пасётся нодозаврид, скорее всего паноплозавр.