На протяжении 25 лет европейские ученые собирали окаменелости, связанные с пищеварительной системой древних животных, чтобы выяснить, как возникли и распространились динозавры. Анализ более 500 окаменелостей, содержащих непереваренные остатки пищи, позволил исследователям последовательно восстановить эволюцию ранних динозавров и понять, как они смогли занять доминирующее положение среди позвоночных.
Несмотря на то, что динозавры давно привлекают внимание ученых и любителей, многие аспекты их возникновения и эволюции остаются неясными. Подобная ситуация характерна и для других ящеров. Так, совсем недавно палеонтологи выяснили, одной из ключевых особенностей строения позвоночника, способствовавшей росту птерозавров до огромных размеров, было выявлено учеными — Naked Science рассказывал об этом. Ситуация с динозаврами обстоит сложнее, поскольку ученые объясняют их доминирование на суше двумя конкурирующими гипотезами.
Существует предположение, согласно которому динозавры благодаря физиологическим изменениям, таким как теплокровности или быстрого роста обошли конкурентов — фитозавров, псевдозухий и других. По иной версии, динозаврам посчастливилось занять пустующие ниши, которые остались после снижения разнообразия и вымирания других групп животных. Все происходило в первые 30 миллионов лет эволюции этих ящеров, в верхнем отделе триасового периода (237-201,3 миллиона лет назад), но об этом этапе мало ископаемых свидетельств.
Решение вопроса было найдено исследователями из Северной и Восточной Европы. Они проанализировали сотни окаменелых остатков пищеварительной системы ( бромалитов) останки древних животных, найденные в пяти польских геологических образованиях, относящихся к территории бывшего суперконтинента Пангея, предоставили ученым ценную информацию. Ископаемые экскременты (копролиты), рвотные массы (регургиталиты) и другие остатки содержимого желудков и кишечников доисторических существ позволили палеонтологам последовательно восстановить эволюцию и распространение динозавров. Результаты научной работы опубликованы в журнале Nature.
С помощью синхротронной микротомографии исследователи изучали непереваренные остатки пищи – фрагменты костей, растительные компоненты, а также следы паразитов и насекомых, проанализировав более 500 образцов. Палеоэкологические и климатические данные помогали создать представление об условиях обитания древних травоядных и хищников. Кроме того, ученые учитывали результаты предыдущих исследований скелетных окаменелостей, найденных в выбранных локациях.
В карнийском ярусе, существовавшем 237-227 миллионов лет назад, обитало множество сообществ позвоночных, включавших в себя разнообразные группы: от родственников современных акул и гибодонтов до различных архозавроморфов. Ученые также идентифицировали силезавра, этот вид представлял собой всеядного родственника динозавров. Однако, завроподоморфы не были обнаружены. Эти травоядные динозавры зафиксированы в рэтском ярусе (датировка: 208,5-201,3 миллиона лет назад). В то время они населяли одну территорию с рыбоядными крокодиломорфами и ранними тероподами.
В формациях, относящихся к периоду перехода от триаса к юре, были найдены фрагменты костей, рыбья чешуя (служащая пищей для хищных тероподов) и разнообразные растительные остатки. Авторы исследования подчеркивают, что находки гингкофитов и папоротников сильно отличались от преобладавших в позднем триасе хвойных, которые являлись основным рационом травоядных динозавров. Необычным для палеонтологов оказалось и обнаружение древесного угля среди окаменелых остатков пищи. Предположительно, древние травоядные регулярно употребляли уголь, образовавшийся после лесных пожаров, чтобы снизить токсическое воздействие папоротников.
Новое исследование привело к созданию пятиэтапной модели, описывающей возникновение и развитие динозавров. В середине – конце карнийского яруса существовали небольшие всеядные животные, являвшиеся предшественниками этих рептилий. В дальнейшем, в середине – конце норийского яруса, фауна их предков стала более разнообразной, и появились первые хищные динозавры. После этого, ближе к началу рэтского яруса, они разделились на крупных и мелких, при этом рядом с ними возникли и крупные птицетазовые динозавры, которые были всеядными и травоядными. К концу триасового периода сформировались различные завроподоморфы. К началу геттангского яруса (нижняя юра) динозавры получили широкое распространение и освоили множество экологических ниш.
Сложные факторы обусловили доминирование этих рептилий. Позднетриасовая, характеризующаяся засушливостью, трансформировалась во влажную среду на раннеюрском этапе, что привело к увеличению разнообразия растительности. Этот переход совпал с вымиранием многих групп нединозавровых четвероногих. Травоядным специалистам, таким как этозавры и дицинодонты, было трудно конкурировать с динозаврами, расширившими свой рацион. В конечном итоге к завершению триасового периода они были вытеснены завроподоморфами и птицетазовыми.
«В течение 25 лет велось сбором материалов для исследования, и потребовалось немало времени, чтобы объединить их в целостную картину. Данное исследование носит инновационный характер: мы стремились понять биологию ранних динозавров, фокусируясь на их пищевых привычках. Чтобы избежать вымирания, необходимо потреблять большое количество растительности, что можно сравнить с принципом „ешьте овощи и живите дольше“. Подобным образом действовали ранние травоядные динозавры», — отметил польский палеонтолог, соавтор исследования Гжегож Недзведский.