Изучение анатомии шейных позвонков водных архозавроморфов с выдающейся длиной шеи, достигавшей у некоторых видов более половины длины тела, было впервые проведено европейскими палеобиологами. Благодаря анализу костной ткани и компьютерной томографии, ученым удалось выявить уникальные особенности строения позвонков этих ископаемых животных и понять, какие эволюционные уступки были сделаны для приспособления к водной среде.
После пермско-триасового вымирания, причины которого до сих пор являются предметом научных дискуссий активно спорят, фауна Земли заметно обогатилась формами позвоночных. В мезозойскую эру (251-66 миллионов лет назад) рептилии успешно эволюционировали и занимали все доступные среды. На суше обитали псевдозухии и нелетающие динозавры, воздушную нишу захватили птерозавры и птицы, а море — ихтиозавры, мозазавры и завроптеригии.
Различные экологические ниши требовали от древних животных индивидуальной адаптации и формирования специфических особенностей строения. Среди позвоночных животных мезозоя выделяется как один из наиболее необычных Tanysauria, кладу ранних архозавроморфов. Этот клад включает как наземные, так и морские формы, но их объединяет одна ключевая черта — необычайно вытянутая шея. Некоторые виды (например, Tanystropheus) увеличивали ее длину до такой степени, что она достигала половины тела или превышала его.
Особенное строение этих рептилий формировалось путем удлинения позвонков, в частности, путем увеличения их количества в шейном отделе. У пятиметрового Tanystropheus longobardicus шея была самой длинной — до трех метров, то есть половина тела, но в ней насчитали только 13 вытянутых позвонков.
Несмотря на то, что строение этих костей исследуется на протяжении длительного времени, об их эволюции известно немного. Палеобиологи из Польши, Германии и Швейцарии попытались заполнить этот пробел. На основе недавно обнаруженных остатков они изучили внутреннюю анатомию шейных позвонков различных видов танистрофей (32 экземпляра) и более примитивного Protanystropheus antiquus (с помощью компьютерной томографии (КТ) было исследовано семь экземпляров. Результаты научной работы опубликованы в журнале Zoological Journal of the Linnean Society.
Благодаря томографии ученые смогли изучить внутреннее строение и толщину стенок образцов, не прибегая к их разрушению. В образцах P. antiquus в середине позвонков находится полость, а с обоих концов стенки кости относительно тонкие и утолщаются по мере приближения к центру. Эти полости наискосок пересекают пластины губчатой костной ткани (трабекулами), в некоторых образцах трабекулы разделяли внутренние полости на несколько карманов.
В каждом позвонке танистрофея ученые обнаружили значительную полость, окруженную толстым слоем костной ткани. Внутри нее отсутствовали трабекулярные пластинки, хотя несколько таких структур были найдены в передней и задней частях позвонка. Кроме того, палеобиологи отмечают, что в танистрофеях, в отличие от P. antiquus почти невозможно было различить позвоночный канал. В поперечном сечении позвонки были почти идеально круглыми — трубчатое строение могло обеспечивать дополнительную жесткость.
Исследование костной ткани выявило более высокую концентрацию капилляров в шейных позвонках, расположенных ближе к центру. По мере удаления от центральной области вперед и назад, структура ткани изменяется на пластинчатую кость, отличающуюся повышенной прочностью благодаря слоистой организации.
По мнению исследователей, полости, найденные в центре шейных позвонков, возникли в результате растворения губчатой костной ткани. Примечательно, что такая особенность анатомии несколько противоречит водной среде обитания танистрофеев, поскольку слишком легкие позвонки могли бы снизить их плавучесть. Палеобиологи пришли к выводу, что уникальная конструкция вытянутых шейных позвонков является результатом эволюционного компромисса, учитывающего длину, массу и прочность. Похожее полое цилиндрическое строение можно провести параллели с пневматизацией костей у птерозавров, которая служила для облегчения полета.
В первые десять миллионов лет после Великого вымирания архозавроморфы, включая, Tanysauria развивались быстро, и конкурентное давление вынуждало их приспосабливаться к жизни в воде. При этом вид Dinocephalosaurus orientalis из родственной для танистрофей группы пошел иным путем: его шея насчитывает больше двадцати позвонков.