Классическое генеалогическое древо динозавров имеет в своей основе два подразделения ранних динозавров: птицетазовые динозавры, которые включают более поздних трицератопсов и стегозавров; и ящеротазовые динозавры, такие как бронтозавр и тираннозавр.
В 2017 году, однако, этот классический взгляд на эволюцию динозавров был поставлен под сомнение из-за свидетельств того, что, возможно, ящеротазовые динозавры эволюционировали первыми - открытие, которое резко изменило первые основные ветви генеалогического древа динозавров.
Теперь геохронолог Массачусетского технологического института вместе с палеонтологами из Аргентины и Бразилии нашли доказательства, подтверждающие классический взгляд на эволюцию динозавров. Выводы группы опубликованы сегодня в журнале Scientific Reports.
Команда повторно проанализировала окаменелости пизанозавра, небольшого двуногого динозавра, который считается самым ранним сохранившимся орнитологом в летописи окаменелостей. Исследователи установили, что травоядное животное с птичьими бедрами появилось 229 миллионов лет назад, то есть примерно в то время, когда, как считается, появились самые ранние ящеротазовые ящеротазовые.
Новое время предполагает, что орнитисхи и ящеротазовые впервые появились и отделились от общего предка примерно в одно и то же время, подтверждая классический взгляд на эволюцию динозавров.
Исследователи также датировали породы из формации Исчигуаласто, слоистой толщи осадочных пород в Аргентине, известной тем, что в ней сохранилось множество окаменелостей самых ранних динозавров. Основываясь на этих и других окаменелостях в Южной Америке, ученые полагают, что динозавры впервые появились на южном континенте, который в то время слился с суперконтинентом Пангея. Затем считается, что ранние динозавры разошлись и рассеялись по всему миру.
Однако в новом исследовании исследователи определили, что период, в течение которого откладывалась формация Исчигуаласто, совпадает со временем образования другой важной геологической залежи в Северной Америке, известной как формация Чинле.
Средние слои формации Чинл на юго-западе США содержат окаменелости различной фауны, в том числе динозавров, которые кажутся более развитыми, чем самые ранние динозавры. Однако в нижних слоях этой формации отсутствуют какие-либо свидетельства окаменелостей животных, не говоря уже о ранних динозаврах. Это говорит о том, что условия в этом геологическом окне препятствовали сохранению любой формы жизни, включая ранних динозавров, если они жили в этом конкретном регионе мира.
«Если формации Чинле и Ишигуаласто перекрываются во времени, то ранние динозавры, возможно, не впервые эволюционировали в Южной Америке, но, возможно, также бродили по Северной Америке примерно в то же время», - говорит Джахандар Рамезани, научный сотрудник из Департамента наук о Земле, атмосфере и планетах Массачусетского технологического института, который стал соавтором исследования.«Эти северные кузены просто не сохранились».
Другими исследователями в исследовании являются первый автор Джулия Десохо из музея Национального университета Ла-Платы и группа палеонтологов из учреждений Аргентины и Бразилии.
По следам
Самые ранние окаменелости динозавров, найденные в формации Исчигуаласто, сосредоточены на территории, которая сейчас является охраняемым провинциальным парком, известным как «Лунная долина» в провинции Сан-Хуан. Геологическое образование также выходит за пределы парка, хотя и с меньшим количеством окаменелостей ранних динозавров. Вместо этого Рамезани и его коллеги решили изучить одно из доступных обнажений тех же скал за пределами парка.
Они сосредоточились на Хояда-дель-Серро-Лас-Лахас, менее изученном обнажении формации Исчигуаласто в провинции Ла-Риоха, которое другая группа палеонтологов исследовала в 1960-х годах.
«Наша группа получила в свои руки некоторые полевые заметки и раскопанные окаменелости этих первых палеонтологов, и подумала, что мы должны пойти по их стопам, чтобы узнать, чему мы можем научиться», - говорит Десоджо.
В течение четырех экспедиций в период с 2013 по 2019 год команда собрала окаменелости и горные породы из различных слоев обнажения Лас-Лахас, в том числе более 100 новых ископаемых образцов, хотя ни одно из этих окаменелостей не принадлежало динозаврам. Тем не менее, они проанализировали окаменелости и обнаружили, что они сопоставимы как по виду, так и по относительному возрасту с окаменелостями, не относящимися к динозаврам, найденными в парковой зоне той же формации Ишигуаласто. Они также обнаружили, что формация Исчигуаласто в Лас-Лахасе была значительно толще и полнее, чем обнажения в парке. Это дало им уверенность в том, что геологические слои в обоих местах были отложены в течение одного и того же критического интервала времени.
Затем Рамезани проанализировал образцы вулканического пепла, собранные в нескольких слоях обнажений Лас-Лахас. Вулканический пепел содержит циркон, минерал, который он отделил от остальной части отложений и измерил изотопы урана и свинца, соотношения которых определяют возраст минерала.
С помощью этого высокоточного метода Рамезани датировал образцы из верхней и нижней части обнажения и обнаружил, что осадочные слои и любые сохранившиеся в них окаменелости были отложены между 230 миллионами и 221 миллионом лет назад. Поскольку команда определила, что слоистые породы в Лас-Лахасе и парке совпадают как по видам, так и по относительному времени, теперь они также могут определить точный возраст более богатых ископаемыми обнажений в парке..
Более того, это окно значительно перекрывается с временным интервалом, в течение которого отлагались отложения, в тысячах километров к северу, в формации Чинл.
"В течение многих лет люди думали, что формации Чинле и Ишигуаласто не пересекаются, и на основе этого предположения они разработали модель диахронной эволюции, означающую, что самые ранние динозавры сначала появились в Южной Америке, а затем распространились по другим части мира, включая Северную Америку», - говорит Рамезани. «Теперь мы тщательно изучили обе формации и показали, что диахронная эволюция на самом деле не основана на достоверной геологии."
Семейное древо, сохранившееся
За десятилетия до того, как Рамезани и его коллеги отправились в Лас-Лахас, другие палеонтологи исследовали этот регион и обнаружили многочисленные окаменелости, в том числе останки Pisanosaurus mertii, небольшого наземного травоядного животного со светлым телосложением. Окаменелости в настоящее время хранятся в аргентинском музее, и ученые долго размышляли, является ли это настоящим динозавром, принадлежащим к орнитийской группе, или «базальным динозавроморфом» - своего рода преддинозавром с чертами, которые почти но не совсем, динозавров.
Динозавры, которых мы видим в юрском и меловом периодах, высокоразвиты, и мы можем их хорошо идентифицировать, но в позднем триасе все они выглядели очень похожими, поэтому их очень трудно отличить друг от друга, и от базальных динозавроморфов», - объясняет Рамезани.
Его коллега Макс Лангер из Университета Сан-Паулу в Бразилии тщательно проанализировал хранящуюся в музее ископаемую окаменелость пизанозавра и на основе некоторых ключевых анатомических особенностей пришел к выводу, что это действительно динозавр, и более того, что это является самым ранним сохранившимся орнитическим образцом. Основываясь на датировке обнажения, сделанной Рамезани, и интерпретации писанозавра, исследователи пришли к выводу, что самые ранние динозавры с птичьими бедрами появились около 229 миллионов лет назад - примерно в то же время, что и их ящеротазые собратья.
«Теперь мы можем сказать, что самые ранние орнитисы впервые появились в летописи окаменелостей примерно в то же время, что и ящеротазовые, поэтому мы не должны отбрасывать традиционное генеалогическое древо», - говорит Рамезани. «Есть все эти споры о том, где появились динозавры, как они диверсифицировались, как выглядело генеалогическое древо. Многие из этих вопросов связаны с геохронологией, поэтому нам нужны действительно хорошие, надежные возрастные ограничения, чтобы помочь ответить на эти вопросы».