Новый T. rex мелового периода жил под водой: техасские окаменелости открыли гигантского мозазавра

В 1979 году во время лодочной прогулки по искусственному водохранилищу Рэй-Хаббард, расположенному к востоку от Далласа в штате Техас, члены семьи Ньюман заметили на размытом берегу крупные окаменелые кости. О находке сообщили специалистам Далласского музея естественной истории (ныне — Музей природы и науки Перо). Археологи и палеонтологи провели раскопки и извлекли из береговых отложений почти полный череп рептилии, ее нижние челюсти, а также фрагменты позвоночника и конечностей.

В музейных каталогах этот экземпляр долгое время числился под номерами DMNH 8100 и DMNH 8029, а позже получил единый индекс PMNS 8029. Первичное исследование костей привело ученых к выводу, что перед ними типичный представитель вида Tylosaurus proriger — одного из самых крупных и широко распространенных мозазавров Северной Америки. Необычные детали строения черепа, которые не вполне соответствовали стандартному описанию этого вида, списали на индивидуальные особенности развития. Палеонтологи посчитали, что перед ними просто очень старая особь, чьи кости изменили форму в процессе старения.

Рептилия оставалась в статусе «пожилого представителя своего вида» почти пятьдесят лет. Ситуация изменилась, когда группа американских исследователей в составе Амелии Зитлоу, Майкла Полсина и Рональда Тыкоски провела полную ревизию скелета PMNS 8029 и ряда других похожих находок. Их научная работа, опубликованная в бюллетене Американского музея естественной истории, доказала, что техасский скелет принадлежит к совершенно новому виду тилозавров. Авторы дали ему научное название Tylosaurus rex, что в переводе с латыни означает «король-тилозавр».

Проблема онтогенеза в палеонтологии: почему вид не заметили сразу

Чтобы понять, почему открытие нового вида заняло столько времени, необходимо обратиться к методологии палеонтологических исследований. Одной из главных трудностей при описании вымерших животных является разграничение индивидуальных возрастных изменений (онтогенеза) и реальных эволюционных различий между видами.

По мере роста любого животного его скелет претерпевает значительные изменения. Увеличивается общая прочность костей, на них формируются выраженные гребни и борозды в местах прикрепления сухожилий, меняются пропорции черепа и конечностей, срастаются швы между отдельными костными элементами. Если в распоряжении ученых есть всего несколько скелетов вымершего животного, им крайне сложно определить, принадлежат ли эти кости особям разного возраста одного вида или же это представители разных видов.

В истории изучения североамериканских мозазавров долгое время доминировал консервативный подход. Большинство крупных скелетов тилозаврин, найденных в отложениях позднего мела, исследователи автоматически относили к виду Tylosaurus proriger. Ученые исходили из предположения, что все отклонения в анатомии крупных особей вызваны их солидным возрастом.

Амелия Зитлоу и ее коллеги решили проверить эту гипотезу экспериментальным путем. Они собрали базу данных измерений и анатомических признаков десятков скелетов тилозавров разного размера, хранящихся в музеях США и Канады. Палеонтологи провели статистический анализ и сопоставили параметры костей особей, находившихся на разных стадиях роста.

Результаты показали, что скелет PMNS 8029 и несколько других крупных экземпляров не могут быть возрастными стадиями Tylosaurus proriger. Ученые обнаружили особи T. proriger и нового вида T. rex, которые имели одинаковый физический размер, но при этом принципиально отличались по строению ключевых костей черепа. Это доказывает, что анатомические расхождения носят таксономический характер, то есть определяются происхождением животных, а не их возрастом.

Анатомическое описание Tylosaurus rex

Tylosaurus rex обитал в прибрежных и открытых водах Западного внутреннего бассейна (гигантского моря, разделявшего Северную Америку в меловом периоде) в эпоху нижнего и среднего кампана — примерно 81-79 миллионов лет назад.

Это было крупное животное. Длина тела исследованных особей нового вида составляла от 7,7 до 13,2 метра. Череп самого крупного экземпляра (под индексом KUVP 5033) достигает 1,63 метра в длину, а нижняя челюсть — 1,85 метра. Для сравнения, максимальная подтвержденная длина черепа Tylosaurus proriger составляет около 1,2-1,3 метра, а общая длина тела этой рептилии редко превышала 9,5 метра.

Детальный анализ костей Tylosaurus rex выявил уникальный комплекс признаков, который отличает этот вид от всех остальных представителей подсемейства тилозаврин.

Строение челюстного сустава и квадратной кости

Квадратная кость у ящериц и мозазавров является ключевым элементом челюстного аппарата. Она соединяет черепную коробку с нижней челюстью и обеспечивает подвижность сустава. У Tylosaurus rex квадратная кость имеет уникальное строение суставной поверхности (мыщелка), которая соединяется с нижней челюстью.

Этот мыщелок является трехлопастным. На нем развит дополнительный, третий выступ костной ткани, который соединяется с наружным краем кости. У молодых особей нового вида эта область имеет выраженную выпуклую форму, тогда как у Tylosaurus proriger она всегда остается плоской, независимо от возраста и размеров скелета. Наличие третьего выступа увеличивало площадь контакта в суставе и предотвращало смещение нижней челюсти при резких боковых движениях головы во время охоты на крупную добычу.

Места крепления мышц шеи

На задней части черепа, в области соединения теменной кости с затылочными элементами, у Tylosaurus rex расположена глубокая затылочная ямка. Она разделена прочной вертикальной перегородкой на два глубоких кармана.

Эта костная структура служила местом прикрепления мощных сухожилий и мышц шеи. Такое строение затылочной области указывает на то, что новый вид обладал исключительно сильной мускулатурой шеи. Рептилия могла совершать мощные вращательные движения головой, что необходимо для удержания крупной добычи и расчленения плотных мышечных тканей.

Зубной аппарат

У Tylosaurus rex на каждой верхней челюсти (максилле) располагалось по 13 зубов. На нижних челюстях (дентарии) также находилось по 13 зубов (за исключением одного поврежденного экземпляра с 12 зубами). Еще одна группа зубов располагалась на нёбе (крыловидные зубы) — их было 10 или 11 с каждой стороны.

Основные зубы животного были крупными, умеренно изогнутыми назад и округлыми в поперечном сечении у основания. Они имели две режущие кромки (переднюю и заднюю). На задней режущей кромке зубов палеонтологи обнаружили микроскопические периодические неровности костной ткани — кренуляции (зазубрины). У мелких особей зубы имели выраженные плоские грани на наружной поверхности, которые с возрастом сглаживались, становясь ровными. Зубы на нёбе были значительно меньше основных, сильнее изогнуты назад и лишены зазубрин.

Строение морды

Как и у других тилозавров, передняя часть морды Tylosaurus rex заканчивалась длинным беззубым выростом предчелюстных костей — рострумом. Его длина составляла от 4% до 7% от общей длины черепа. На нижней стороне этого выроста, прямо перед первыми зубами, располагался небольшой округлый костный бугорок. Верхнечелюстной шов, соединяющий челюстные кости с небными элементами, был сильно удлинен и доходил до уровня четвертого зуба верхней челюсти, что делало переднюю часть морды более жесткой.

Пересмотр эволюционного древа тилозавров

Открытие нового вида потребовало от ученых пересмотра родственных связей внутри всего подсемейства Tylosaurinae. Палеонтологи провели масштабный филогенетический анализ — математическое моделирование эволюционных путей на основе сравнения физических признаков разных животных.

Исследователи составили таблицу, в которой описали 180 анатомических параметров для 15 видов мозазавров и родственных им групп рептилий. В качестве внешней группы для сравнения авторы использовали современного комодского варана (Varanus komodoensis), анатомия которого хорошо изучена.

Анализ с помощью специализированных компьютерных программ показал, что классический род Tylosaurus в его прежних границах не является единой эволюционной группой. В систематике такое явление называют парафилией. Выяснилось, что некоторые виды, которые раньше относили к тилозаврам, на самом деле ближе к другим родам морских рептилий.

Благодаря детальному описанию признаков ученые смогли доказать самостоятельность рода Hainosaurus. В последние годы многие палеонтологи утверждали, что хайнозавров следует объединить с тилозаврами, так как внешне они очень похожи. Новое исследование показало, что хайнозавры образуют отдельную эволюционную группу. У них была другая форма лобной кости (она имела вид ромба, а не треугольника), теменное отверстие располагалось иначе, а зубы были сильно сжаты с боков.

Сам же новый вид Tylosaurus rex занял место на вершине эволюционного древа своего рода. Он оказался самым поздним и самым анатомически продвинутым представителем рода Tylosaurus, развившим уникальные приспособления для охоты на крупную добычу.

Экологическое значение открытия

Долгое время считалось, что фауна гигантских морских ящеров в Западном внутреннем бассейне Северной Америки была бедной и однообразной. Исторические находки создавали впечатление, что в каждый период времени в море обитал только один доминирующий вид крупных хищников, который постепенно сменялся другим видом в ходе эволюции.

Открытие Tylosaurus rex доказывает иное. Теперь мы знаем, что кампания Техаса и Канзаса была местом обитания сразу нескольких видов крупных тилозавров. Они различались размерами, строением зубов и силой укуса, что позволяло им не конкурировать друг с другом напрямую.

Tylosaurus rex был самым крупным и сильным хищником этой экосистемы. Своими мощными челюстями, укрепленными суставами и сильной шеей он мог охотиться на других крупных морских рептилий — плезиозавров, длинношеих эласмозавров и более мелких мозазавров других видов. В то же время Tylosaurus proriger и более ранний Tylosaurus nepaeolicus занимали другие экологические ниши, охотясь на более быструю и мелкую добычу — рыб и головоногих моллюсков.

Взгляд из музейных запасников

Исследование Амелии Зитлоу и ее коллег подчеркивает важную научную проблему: наше понимание древней жизни часто ограничено не отсутствием окаменелостей, а несовершенством методов их анализа. Скелет PMNS 8029 лежал в музее Далласа с 1979 года, и тысячи исследователей видели его, но считали лишь крупной особью уже известного вида.

Это открытие доказывает, что в музейных коллекциях по всему миру скрывается огромное количество неописанных видов животных. Систематический пересмотр старых находок с использованием точных анатомических описаний и современных статистических методов позволяет открывать новые страницы истории нашей планеты, не выходя из стен научных лабораторий.

Источник:American Museum of Natural History