Российские ученые создали подробную 3D-модель мозга динозавра

Палеонтологи СПбГУ впервые подробно изучили строение мозга и сосудов головы анкилозавра Bissektipelta archibaldi — травоядного динозавра, внешне похожего на современного броненосца. Ученым помогла первая сделанная в России трехмерная компьютерная реконструкция эндокаста древнего ящера — виртуального «слепка» его черепной коробки.
Российские ученые создали подробную 3D-модель мозга динозавра

Анкилозавры появились на Земле в середине юрского периода — примерно 160 миллионов лет назад — и просуществовали вплоть до конца эпохи динозавров, завершившейся 65 миллионов лет назад. Эти растительноядные животные внешне напоминали современных черепах или броненосцев, были покрыты мощной броней, а иногда даже обладали костяной булавой на хвосте. Ученых заинтересовали остатки анкилозавров из Узбекистана с уникальной сохранностью. Хотя эти окаменелости были известны уже 20 лет, только сейчас выдалась уникальная возможность исследовать образцы изнутри с помощью современных методов.

РЕКЛАМА – ПРОДОЛЖЕНИЕ НИЖЕ

В ходе исследования палеонтологи изучили три фрагмента ископаемых черепов анкилозавра Bissektipelta archibaldi, найденных во время серии международных экспедиций URBAC в конце 1990-х — начале 2000-х годов на местонахождении Джаракудук в пустыне Кызылкум в Узбекистане. Оно уникально тем, подчеркивают ученые, что здесь можно обнаружить многочисленные остатки разнообразных представителей древней фауны (возраст около 90 миллионов лет), включая динозавров, птерозавров, крокодилов, птиц, млекопитающих и других позвоночных животных. Результаты исследования опубликованы в журнале Biological Communications.

«Это действительно одно из самых богатых местонахождений в мире, и на данный момент фауна Джаракудука насчитывает более 100 видов древних позвоночных, — рассказал доцент СПбГУ, специалист по мезозойским позвоночным доктор биологических наук Павел Скучас. — Конечно, такое многообразие жизни не было бы открыто без масштабных экспедиционных работ. Серия из девяти экспедиций URBAC, проведенная с 1997 по 2006 год, объединила усилия палеонтологов многих стран в поиске костей древних животных».

РЕКЛАМА – ПРОДОЛЖЕНИЕ НИЖЕ

Материал, который был собран в то время (десятки фрагментов черепов и скелетов, сотни тысяч изолированных костей), ученые до сих пор используют в научных исследованиях и говорят, что его хватит на много лет вперед. Сегодня три фрагмента ископаемых черепов анкилозавра из Узбекистана хранятся в Зоологическом институте РАН, но временно переданы для исследований на кафедру зоологии позвоночных СПбГУ.

РЕКЛАМА – ПРОДОЛЖЕНИЕ НИЖЕ

«Благодаря развитию технологий компьютерной томографии (КТ) за последние 15–20 лет палеонтологам удается все больше узнавать о том, как был устроен мозг динозавров, — рассказал ведущий автор статьи, аспирант СПбГУ Иван Кузьмин. — Мы решили переописать вид Bissektipelta archibaldi, смогли уточнить его место на филогенетическом дереве анкилозавров, а также сделать 3D-реконструкцию эндокаста его мозговой полости с помощью КТ. Важно понимать, что виртуальный "слепок" черепной коробки — это не совсем мозг: нужно внимательно разбираться, чтобы понять, какого размера был сам мозг, где находились его части, как проходили сосуды и нервы».

РЕКЛАМА – ПРОДОЛЖЕНИЕ НИЖЕ

После кропотливой трехлетней работы ученым удалось узнать, что немалую часть мозга Bissektipelta archibaldi занимали обонятельные луковицы — около 60 % от размера больших полушарий. Биссектипельта могла похвастаться хорошим обонянием, которое, вероятно, помогало ей искать пищу, сородичей противоположного пола и вовремя чувствовать приближение хищников, ведь с такой тяжелой броней и неповоротливой фигурой, как у анкилозавров, нужно знать об опасности заранее. Нюх анкилозавров даже можно сравнить с нюхом известного хищника тираннозавра рекса — его обонятельные луковицы были все же больше, около 65–70 % от размеров больших полушарий.

«Другое интересное умение анкилозавров, о котором мы узнали, — это способность в прямом смысле охлаждать мозги, — рассказал Иван Кузьмин. — Сеть вен и артерий в их голове оказалась очень сложная: они шли не однонаправленно, а постоянно друг с другом сообщались, как система железнодорожных путей. Возможно, кровь могла течь в разных направлениях и перераспределяться, сохраняя оптимальную температуру мозга животного. Например, нагрелось у анкилозавра темечко, а сосуды теплую кровь быстро отвели, создав эффект экранирования — будто бы динозавр надел панамку от солнца. К тому же устройство кровеносной системы в голове анкилозавров оказалось больше похоже на сосуды современных ящериц, чем на более близких современных родственников динозавров — крокодилов или птиц».

РЕКЛАМА – ПРОДОЛЖЕНИЕ НИЖЕ
РЕКЛАМА – ПРОДОЛЖЕНИЕ НИЖЕ

Еще один важный вывод касается слуха Bissektipelta archibaldi: палеонтологам удалось исследовать внутреннее ухо древнего животного — по его анатомии можно понять, звуки какой частоты мог слышать анкилозавр. Оказалось, что диапазон составляет примерно от 300 до 3000 герц, — в таком же диапазоне слышат современные крокодилы. Это достаточно низкие частоты, которые соответствуют сравнительно крупным размерам анкилозавров. Чем крупнее современные животные, тем более низкочастотные звуки они издают и слышат. Палеонтологи предположили, что в процессе эволюции анкилозавры увеличивались в размерах, поэтому более поздние формы воспринимали звуки еще более низких частот.

«Для современных видов животных характерна определенная связь между массой тела и мозга, — объяснил Иван Кузьмин. — Если посмотреть на динозавров, то анкилозавры и их ближайшие родственники (стегозавры) были практически аутсайдерами: масса их мозга оказалась как минимум наполовину меньше того, что мы бы ожидали увидеть исходя из сравнения с современными животными, — около 26,5 грамма для трехметровой особи биссектипельты. Объем мозга можно сравнить с двумя грецкими орехами. Тем не менее анкилозавры просуществовали на планете 100 миллионов лет, были вполне успешными с точки зрения эволюции. Но, судя по размеру обонятельных луковиц, нюхали они все же чуть быстрее, чем думали».

РЕКЛАМА – ПРОДОЛЖЕНИЕ НИЖЕ

На следующем этапе работы ученые хотели бы изучить ископаемые черепа других видов анкилозавров, чтобы проверить высказанные в статье гипотезы. Кроме того, палеонтологи продолжают использовать компьютерную томографию и сегодня работают с виртуальными «слепками» черепов гадрозавров — утконосых динозавров, чьи остатки были найдены на том же местонахождении в Узбекистане.

Материал предоставлен пресс-службой СПбГУ