Палеонтологи не змогли пояснити, чому навіть найменші динозаври значно більші за своїх сучасних родичів птахів. Згідно з моделлю, що розраховувала оптимальний розмір тіла відповідно до енергетичних потреб, для динозаврів він мав би становити три кілограми, але в реальності середня маса динозаврів становить близько тонни. Таку тенденцію до більших тіл науковці пояснили тим, що менші динозаври стикалися з конкуренцією з боку тогочасних ссавців і молодих динозаврів, — цей ефект дзеркальний до того, як великі динозаври призвели до зменшення розміру ссавців через конкуренцію. Дослідження опублікували в журналі Evolution.
Чому розмір динозаврів так дивує палеонтологів?
Нептахові динозаври вражають саме своїми величезними розмірами: і середня, і максимальна, і мінімальна маса цих тварин значно більша, ніж у більшості інших наземних і напівводних тварин, зокрема птахів. Найменші динозаври в дорослому віці досягали маси в 400 грамів, що у 200-3000 разів більше за найменших птахів — колібрі з масою 1,75 грама, ссавців — комахоїдних сункусів з масою 1,8 грама, і плазунів — геконоподібних ящірок із масою всього 0,15 грама.
Незвичними такі розміри є тому, що на сучасній Землі більшість тварин є саме невеликих розмірів і лише невелика частка досягає середньої маси для динозаврів. Близько 75 відсотків ссавців і 90 відсотків птахів менші за найменших нептахових динозаврів. Невеликі розміри почали еволюціонувати у птахів, через що науковці вирішили дослідити, що саме дозволило цій групі динозаврів так відрізнитися від інших їхніх родичів. Дослідити це вирішили фахівці Американського музею природознавства та Принстонського університету.
Як вивчали причини великих розмірів динозаврів?
Науковці побудували енергетичну модель, яка розраховувала, якими мають бути розміри кожної окремої групи тварин, щоб найбільш ефективно витрачати спожиті ресурси на виведення нащадків — основний показник еволюційного успіху виду. Для моделювання використали дані про масу 4062 видів ссавців, 9385 видів птахів, 6275 видів ящірок, 515 видів нептахових динозаврів, 21 виду крокодилів, 260 видів черепах і близько 150 видів змій.
Як з’ясувалося, маса тіла ссавців, птахів і черепах вписувалася в передбачення енергетичної моделі. Водночас енергетична модель не змогла пояснити розміри змій, крокодилів і ящірок. На додачу до цього, моделі, що враховували лише фізіологічні особливості певної групи тварин, не змогли пояснити збільшення мінімальної маси в нептахових динозаврів і не здатних до польоту птахів.
З цього науковці зробили висновок, що енергетична модель може передбачити розміри лише тих груп, у яких саме енергетичні потреби на виведення потомства, а не зовнішні чинники, визначають розміри тіла. Водночас у таких груп, як змії, ящірки, нелітаючі птахи та динозаври на перший план виходять саме чинники довкілля. Наприклад, ящіркам і нелітаючим птахам на островах менше загрожують хижаки — і саме в острівних популяціях їхні розміри тіла наближаються до передбачених моделлю. А у крокодилів, як вважають дослідники, більша за оцінки моделі маса пов’язана з тим, що сучасні види займають лише частину доступного їм проміжку розмірів тіла, адже вони здебільшого є більшими за вимерлих родичів.
А що ж із динозаврами та птахами?
Спершу науковці розглянули простішу гіпотезу — що кістки дрібних динозаврів не зберігаються так добре, а тому значна кількість невеликих видів іще не досліджена. На користь цього свідчать знахідки з пустелі Гобі в Монголії та північного сходу Китаю, де середня маса видів динозаврів становила 0,76 і 34 кілограми — значно ближче до передбачень моделі, тобто трьох кілограмів. Але навіть це не може пояснити, чому не зустрічаються динозаври масою до 300 грамів, тоді як скам’янілості інших рептилій, ссавців і птахів такої маси збереглися достатньо добре для їхнього опису.
Тому науковці все ж схиляються до того, що конкуренція зі ссавцями та іншими дрібними тваринами, а також — молодими особинами інших динозаврів, не дозволила динозаврам зменшитися до таких розмірів. Імовірно, поява здатності до польоту зменшила тиск від такої конкуренції, і саме тому виникли птахи-сучасники динозаврів зі значно меншими розмірами. На користь цього свідчить і те, що саме в тероподів, найближчих родичів птахів, передбачення моделі працювали найкраще. Можливо, навіть перші пристосування до польоту посприяли отриманню переваги над тогочасними тваринами, дозволяючи тероподам займати нішу розмірів, яка відповідала їхнім енергетичним потребам.
Що знають про зв’язки динозаврів і птахів
🐣 Це не перший парадокс розмірів, який помічають у живих і вимерлих динозаврів: яйця птахів виявилися значно більшими за динозаврячі через потребу виводити пташенят із більшим мозком.
🔥 Але малий розмір самих птахів виявився перевагою, що допомогла їм пережити масштабні пожежі після падіння астероїда, який знищив динозаврів і спалив частину з них живцем.
🧬 А саме вимирання динозаврів відбилося в геномі їхніх найближчих родичів птахів: після падіння астероїда птахи здрібніли, а їхні дитинчата народжувалися менш розвиненими та довше потребували опіки.