Пищеварительная история динозавров

Расцвет динозавров пришёлся на юрский период, но возникли они раньше, в позднем триасе (после которого юрский период и начался). Возникнув, они пару десятков миллионов лет оставались просто ещё одними рептилиями, не то чтобы очень многочисленными. Как мы помним, динозавры – лишь одна из групп рептилий; и в позднем триасе доминировали кто угодно, только не динозавры. Например, очень многочисленными тогда были псевдозухии, систематически сравнительно близкие к динозаврам; от псевдозухий до нас дошли только крокодилы (точнее, современные крокодилы – это прямые потомки древних псевдозухий). В триасе отчасти смогли восстановиться после пермского вымирания некоторые группы дицинодонтов – своеобразных существ из группы терапсид (внутри терапсид сформировались и предки зверей).

На то, чтобы стать доминирующей группой, у динозавров ушло около 30 млн лет, если отсчитывать от первых известных остатков. Очевидно, за эти миллионы лет многое произошло. Между триасом и юрой произошло массовое триасово-юрское вымирание – как обычно бывает при вымираниях, «кризис создал окно возможностей», и динозавры смогли занять экологические ниши. Но это слишком общее описание, которое мало о чём говорит. Как они занимали освободившиеся ниши, в какой последовательности появлялись разные группы динозавров – ведь не мгновенно же по земле начали шагать гигантские диплодоки с тираннозаврами? Действительно ли динозавры просто заняли освободившиеся экологические ниши, или же они активно способствовали тому, чтобы эти ниши освободились? Между триасом и юрой имели место сильные климатические изменения, обусловленные во многом масштабными вулканическими извержениями, так что многие виды легко вымирали и без дополнительной помощи. В то же время в позднем триасе динозавры встали на задние ноги, и особое строение конечностей и скелета в целом давало им определённые преимущества в смысле вёрткости и скорости.

Одни лишь скелетные остатки на все подобные вопросы ответов не дают (или пока не дают). Однако сотрудников Университета Уппсалы и Польской академии наук интересовали не столько кости, сколько пищеварительные окаменелости – фекалии, рвотные массы, то, что оставалось в кишечнике динозавра на момент гибели, и пр. Таких находок, называемых бромалитами, исследователи проанализировали более пятисот, сопоставляя их со скелетными находкам и отпечатками лап. По пищеварительным отходам можно понять, что ел динозавр, в какой пропорции он предпочитал ту или иную еду; другие же ископаемые находки помогают понять, что это был за динозавр – большой или маленький, ходил он на двух ногах или на четырёх и т. д. Иными словами, с бромалитами можно построить пищевые цепочки, а по пищевым цепочкам уже можно понять, как шло развитие всей группы животных. Естественно, для того, чтобы извлечь из пищеварительных окаменелостей нужную информацию, нужно использовать целый спектр методов – от оптической микроскопии до электронной, от масс-спектрометрии до микротомографии, которая позволяет увидеть трёхмерную структуру мельчайших элементов ископаемого кишечного содержимого.

Бромалиты, которые изучали исследователи, охватывали период с начала позднего триаса до раннего юры, то есть с 231 млн до 201 млн лет назад, с момента появления первых динозавроподобных ящеров до того времени, когда динозавры вошли в полную силу. В окаменелых фекалиях, рвоте и прочем нашли много всего: и растительные остатки, и обломки экзоскелета членистоногих с ногами и усиками-антеннами, и рыбьи кости, и зубы и пр. (В случае со съеденными насекомыми их остатки порой были настолько сохранившимися, что по ним можно было определить таксономическую группу.)

В статье в Nature говорится, что непосредственные предки динозавров были мелкими и всеядными существами, которые ели всё, что подвернётся. Из них получились уже настоящие динозавры, либо такие же всеядные, либо специализирующиеся на насекомых или рыбе. Затем в дело вступили климатические изменения: чрезвычайно повысившаяся влажность перестроила растительные сообщества, которые динозавры в новом виде смогли освоить, а прежние травоядные – нет. Травоядные динозавры, получившие шанс в связи с экологическими перестройками, поначалу ходили на двух ногах, но их разнообразие, как и размеры тела, довольно быстро увеличивались, и вскоре среди травоядных были большие и маленькие, двуногие и четвероногие. Вообще залогом успеха травоядных динозавров стало то, что они могли питаться самой разной едой, вплоть до того, что некоторые из них глотали обгоревшие растительные остатки. Разнообразные травоядные динозавры вытеснили других травоядных животных, а поскольку травоядных динозавров теперь стало много на любой вкус, резко выросло и разнообразие хищных динозавров – тех самых теропод, к которым относятся и тираннозавры, и велоцирапторы, и многие другие.

Правда, тут нужно помнить, что все пищеварительные окаменелости, проанализированные в работе, были найдены на территории Польши. Во времена динозавров она находилась в северной части суперконтинента Пангеи. И хотя когда мы говорим о глобальных климатических изменениях, мы имеем в виду, что они происходили по всему миру, всё же в разных географических зонах у климата могли быть свои особенности. И, скажем, на юге Пангеи могли быть свои дополнительные факторы, которые локально влияли на влажность и прочее – соответственно, пути эволюции местных растений и животных там могли быть несколько иными. Тем не менее, полученные результаты показывают общий метод, позволяющий изучать эволюционно-экологические изменения в биосфере далёкого и не очень далёкого прошлого.