Тема, представляющая значительный интерес для палеонтологов, - это то, как были структурированы экосистемы, где доминировали динозавры, как динозавры и сопутствующие им животные были распределены по ландшафту, как они взаимодействовали друг с другом и как эти системы сравниваются с экосистемами сегодня. В позднем меловом периоде (~ 100-66 миллионов лет назад) Северная Америка была разделена пополам на западную и восточную части суши неглубоким внутренним морем. Западный массив суши (Ларамидия) содержал относительно небольшой участок земли, идущий с севера на юг, который граничил с этим внутренним морем на востоке и возвышающимися Скалистыми горами на западе. Вдоль этого древнего ландшафта теплых и влажных прибрежных равнин находится чрезвычайно богатая летопись окаменелостей динозавров и других вымерших животных.
Тем не менее, из этой записи была выявлена неожиданная закономерность: в большинстве отдельных бассейнов сохраняется многочисленное и разнообразное сообщество видов динозавров, часто с несколькими группами одновременно встречающихся крупных (от лося до слона) травоядных видов., однако несколько отдельных видов встречаются в нескольких предположительно одновременных геологических формациях (несмотря на то, что они часто находятся на расстоянии менее нескольких сотен километров друг от друга). Это довольно резко контрастирует с моделью, наблюдаемой в современных сообществах наземных млекопитающих, где крупные виды часто имеют очень обширные, часто охватывающие континенты ареалы. Поэтому было высказано предположение, что динозавры (и особенно крупные травоядные динозавры) были особенно чувствительны к различиям в окружающей среде на относительно небольших географических расстояниях (особенно в отношении расстояния от уровня моря) и, возможно, даже разделили свое использование ландшафта между более прибрежными и внутренние субареалы в пределах их локальных ареалов.
В своем новом исследовании, опубликованном в журнале Geology, Томас Каллен и его коллеги стремились проверить некоторые из этих гипотез в рамках более широкого исследования, реконструирующего палеоэкологию позднемеловых систем.
Одним из методов, которые они используют для этого, является анализ стабильных изотопов. Этот процесс измеряет различия в составе нераспадающихся (следовательно, «стабильных») изотопов различных общих элементов, поскольку степень различия этих составов в тканях животных и в окружающей среде имеет известные отношения к различным факторам, таким как диета, среда обитания. использование, источник воды и температура. Таким образом, команда применила эти методы к окаменевшим зубам и чешуе ряда животных, включая динозавров, крокодилов, млекопитающих, костистых рыб и скатов, которые все вместе сохранились из относительно небольшого региона в течение геологически короткого периода времени в местах, называемых микрофоссилиями позвоночных. кости.
Проанализировав состав стабильных изотопов углерода и кислорода в этих окаменелостях, они смогли реконструировать их изотопное распределение в этой экосистеме - показатель их рациона и использования среды обитания. Они обнаружили доказательства ожидаемых диетических взаимоотношений между хищниками и жертвами среди плотоядных и травоядных динозавров, а также среди водных рептилий, таких как крокодилы и сопутствующие виды рыб.
Критически важно, говорит Каллен, «Чего мы не видели, так это свидетельств того, что крупные травоядные динозавры разделяли свои среды обитания, поскольку гадрозавры, цератопсы и анкилозавры, которых мы исследовали, имели сильно перекрывающиеся стабильные диапазоны углерода и кислорода. эти группы почти исключительно использовали определенные части более широкого ландшафта, такие как цератопсы, придерживающиеся прибрежной среды, и гадрозавры, придерживающиеся более внутренних районов, тогда мы должны увидеть, как они группируются отдельно друг от друга. Это говорит о том, что они не разделяли использование своих ресурсов таким образом. Возможно, они делали это по-разному, например, подпитывая сегрегацию по высоте или меняя место в ландшафте, в котором они находятся в зависимости от сезона, и наши текущие исследования изучают некоторые из эти возможности."
Другой важной частью их исследования было сравнение результатов окаменелостей с экологически похожей современной средой, чтобы выяснить, насколько они похожи экологически. Для современного сравнения они изучили сообщества животных в бассейне реки Атчафалая в Луизиане, крупнейшей непрерывной заболоченной территории в континентальной части США. Ландшафт этой области очень похож на их меловую систему, как и многие элементы растительных и животных сообществ. (конечно, не считая нептичьих динозавров).
Из своих сравнений команда обнаружила, что меловая система была похожа на систему Луизианы в том, что в ней был очень большой обмен ресурсами между водными и наземными компонентами экосистемы, предполагая, что довольно разнообразный / смешанный рацион был обычным явлением., а пища, получаемая как из наземных, так и из водных источников, была нормой. Они также обнаружили, что различия в использовании среды обитания среди травоядных млекопитающих в системе Луизианы были более отчетливыми, чем среди этих крупных травоядных динозавров в системе мелового периода, что еще раз подтверждает их результаты об отсутствии у них строгих предпочтений в использовании среды обитания.
Наконец, команда использовала модифицированные уравнения температуры стабильных изотопов кислорода для оценки среднегодовых температурных диапазонов для обеих систем (при этом Луизиана была проверкой точности метода, поскольку они могли сравнивать свои результаты с прямыми измерениями воды). и температуры воздуха). Команда обнаружила, что в их позднемеловой экосистеме в Альберте среднегодовая температура составляла около 16-20 градусов по Цельсию, что немного ниже, чем в современной Луизиане, но намного теплее, чем сегодня в Альберте, что отражает более жаркий парниковый климат, существовавший во всем мире около 76 миллионов лет. назад.
Описание того, как эти экосистемы были структурированы в то время и как эти системы менялись во времени и пространстве, особенно в отношении того, как они реагировали на изменения условий окружающей среды, может иметь большое значение для понимания и прогнозирования будущих реакций экосистем. в условиях глобального изменения климата. Исследования команды продолжаются и должны раскрыть гораздо больше о пищевых цепях и экологии динозавров и других организмов, населявших эти древние ландшафты.