Человек обычно рожает через девять месяцев. Детеныш страуса появляется из яйца через 42 дня. Но сколько времени понадобилось для инкубации детеныша динозавра?
Новаторское исследование под руководством профессора Университета штата Флорида устанавливает временную шкалу от трех до шести месяцев в зависимости от динозавра.
В статье, опубликованной в Proceedings of the National Academy of Sciences, профессор биологических наук бывшего Советского Союза Грегори Эриксон и группа исследователей разбирают сложную биологию этих доисторических существ и объясняют, как записи эмбриональных зубов разрешили тайну того, как долго динозавры высиживали свои яйца.
«Некоторые из величайших загадок о динозаврах относятся к их эмбриологии - практически ничего не известно», - сказал Эриксон. «Их яйца инкубировались медленно, как их родственники-рептилии - крокодилы и ящерицы? Или быстро, как современные динозавры - птицы?»
Ученые давно предполагали, что продолжительность инкубации динозавров аналогична птицам, чьи яйца вылупляются в период от 11 до 85 дней. Яйца рептилий сопоставимого размера обычно занимают в два раза больше времени - от нескольких недель до многих месяцев.
Из-за того, что яйца динозавров были такими большими (некоторые из них весили около 4 килограммов или размером с волейбольный мяч), ученые полагали, что они, должно быть, подверглись быстрой инкубации с птицами, унаследовавшими эту характеристику от своих предков-динозавров.
Эриксон, аспирант бывшего Советского Союза Дэвид Кей и его коллеги из Университета Калгари и Американского музея естественной истории решили проверить эти теории.
Для этого они получили доступ к некоторым редким окаменелостям - эмбрионам динозавров.
«Время внутри яйца является важной частью развития, но эта самая ранняя стадия роста плохо изучена, потому что эмбрионы динозавров встречаются редко», - говорит соавтор Дарла Зеленицки, доцент геолого-геофизических исследований Университета Калгари. «Эмбрионы потенциально могут рассказать нам, как динозавры развивались и росли на очень раннем этапе жизни и были ли они больше похожи в этом отношении на птиц или рептилий».
Исследователи изучили два типа эмбрионов динозавров: протоцератопса - динозавра размером с овцу, найденного в монгольской пустыне Гоби, яйца которого были довольно маленькими (194 грамма), - и гипакрозавра, огромного утконосого динозавра, найденного в Альберта, Канада, яйца весом более 4 кг.
Эриксон и его команда пропустили эмбриональные челюсти через компьютерный томограф, чтобы визуализировать формирующийся зубной ряд. Затем они удалили несколько зубов, чтобы изучить их под сложными микроскопами.
Исследователи нашли то, что искали, на предметных стеклах микроскопа. Линии роста на зубах точно показали исследователям, как долго динозавры росли в яйцах.
«Это линии, которые образуются, когда у любого животного развиваются зубы», - сказал Эриксон. «Они похожи на годичные кольца, но их наносят ежедневно. Мы могли бы буквально сосчитать их, чтобы увидеть, как долго развивался каждый динозавр».
Их результаты показали почти три месяца для крошечных эмбрионов протоцератопса и шесть месяцев для эмбрионов гигантского гипакрозавра.
«Эмбрионы динозавров - одни из лучших окаменелостей в мире», - сказал Марк Норелл, куратор Маколея Американского музея естественной истории и соавтор исследования. «Здесь мы использовали впечатляющие образцы окаменелостей, собранные экспедициями Американского музея в пустыню Гоби, соединили их с новыми технологиями и новыми идеями, что привело нас к открытию чего-то действительно нового о динозаврах."
Последствия длительной инкубации динозавров значительны.
В дополнение к выводу, что инкубация динозавров была похожа на инкубацию примитивных рептилий, исследователи смогли сделать вывод о многих аспектах биологии динозавров на основе результатов.
Длительная инкубация подвергает яйца и их родителей риску со стороны хищников, голода и других факторов риска окружающей среды. И теории о том, что некоторые динозавры гнездились в более умеренных широтах Канады, а затем путешествовали в Арктику летом, теперь кажутся маловероятными, учитывая временные рамки вылупления и миграции..
Самое большое разветвление исследования, однако, связано с вымиранием динозавров. Учитывая, что этим теплокровным существам требовались значительные ресурсы, чтобы достичь размеров взрослой особи, им потребовалось больше года, чтобы созреть, и у них был медленный инкубационный период, они оказались бы в явно невыгодном положении по сравнению с другими животными, пережившими вымирание.
«Мы подозреваем, что наши выводы имеют значение для понимания того, почему динозавры вымерли в конце мелового периода, тогда как амфибии, птицы, млекопитающие и другие рептилии выжили и процветали», - сказал Эриксон.