Отверстия в костях майазавров рассказали об их взрослении

По окаменелым костям древних ящеров под названием майазавры австралийский биолог Роджер Сеймур (Roger S. Seymour) совместно с исследователями из США сумел установить, что эти животные поглощали огромное количество питательных веществ в период взросления, когда переживали интенсивный рост. Работу ученых опубликовал журнал Paleobiology.

Известно, что как у птиц, млекопитающих и варанов, таких как комодский дракон (Varanus komodoensis), кости ног динозавров были способны к самозаживлению микротрещин, возникающих из-за активного образа жизни, в процессе ремоделирования. Во время него кровеносные капилляры прорастают сквозь старую костную ткань, образуя на этом месте новую. Под микроскопом такие обновленные участки имеют вид колоннообразных структур. Их называют вторичными остеонами.

Ранее палеонтологи неоднократно находили в костях динозавров такие вторичные остеоны — свидетельство ремоделирования костей, характерного для теплокровных. Однако в прежних исследованиях мало внимания уделяли костям молодых динозавров, еще находящихся в процессе формирования или моделирования.

Окаменелая большеберцовая кость майазавра с отверстием, через которое она по артерии снабжалась кровью / © Heath Caldwell, из образцов музея Museum of the Rockies, США

В своей работе Роджер Сеймур решил исправить упущение и проследить за костями одного вида динозавров на разных стадиях роста. Материалом для исследования послужили найденные в американском штате Монтана окаменелые останки майазавров (Maiasaura), живших на Земле более 74 миллионов лет назад.

Ученые знают, что майазавры росли удивительно быстро. На втором году жизни они весили 200-400 килограммов, а на третьем достигали половой зрелости. К юности вес этих животных уже превышал три тонны. Для сравнения, современные нетеплокровные гребнистые крокодилы в два года весят около шести килограммов. Зрелости они достигают в возрасте от 10 до 16 лет, когда самки весят примерно 34 килограмма, а самцы — около 115.

При столь стремительном росте майазавры должны были обладать интенсивным костным метаболизмом. Быстрое удлинение и утолщение костей — энергозатратный процесс, несомненно требующий большого количества кислорода и питательных веществ, поступающих с кровью.

Образцы костей майазавров, рассмотренные в исследовании / © Roger S. Seymour, Heath R. Caldwell et al.

Чтобы оценить скорость притока крови к костям у майазавров, ученые прибегли к оригинальному способу, названному в исследовании «методом отверстия» (на английском — foramen technique). Дело в том, что стволы длинных костей ног, таких как бедренная и большеберцовая, снабжаются кровью по главной питательной артерии, входящей в кость через видимое на поверхности отверстие. Размер этого канала отражает размер артерии, а значит, по нему можно судить о скорости кровотока и метаболизме.

Изучив окаменелые останки особей майазавров разного возраста, исследователи по размеру соответствующих отверстий в костях смогли рассчитать скорость кровотока.

По итогу вычислений выяснилось, что скорость кровотока у годовалых майазавров весом от 189 до 455 килограммов была такой же, как у особей 6-11 лет и весом от 1680 до 3200 килограммов. Другими словами, у годовалых животных костный метаболизм на единицу массы происходил более чем вчетверо интенсивнее по сравнению со взрослыми. При этом у двухкилограммового детеныша майазавра скорость притока крови на грамм бедренной кости оказалась в 15 раз выше, чем у взрослых особей.

Выявленные различия наглядно показали, насколько больше питательных веществ требовалось майазаврам для построения костей на ранних этапах жизни по сравнению с более зрелым возрастом.

Кроме того, ученые установили, что размеры отверстий в костях взрослых майазавров сопоставимы с таковыми у современных млекопитающих и заметно больше, чем у большинства живущих сегодня рептилий. Это еще один довод в пользу того, что динозавры были не холоднокровными и неповоротливыми, а теплокровными и активными животными, доминирующими в эпоху мезозоя.