Марсело Санчес - Эмбрионы в глубинах времени

Существует много видов динозавров, они жили на протяжении большого отрезка времени, приблизительно 160 миллионов лет, и достигали максимального для взрослой особи размера в диапазоне от примерно 1 килограмма до 75 тонн. Некоторые динозавры выжили и в процессе эволюции превратились в птиц {5} 5 Это не совсем точное утверждение. Вначале всё же появились птицы, и лишь потом вымерли динозавры. Какое-то время они существовали бок о бок. — прим. перев. , и это ещё один крупный переход. Де Рикле, Жак Кастане, Джек Хорнер и их коллеги по всему миру улучшили качество выборки по различным костям и их сравнению с ныне живущими аналогами, и также разработали скелетохронологический метод, который дал информацию о темпах роста.

Кевин Падиан и его коллеги сообщили, что у многих видов динозавров в компактной костной ткани имеется кость различных типов, отражающая изменения в темпе роста; похоже, что в конце жизни рост замедляется или даже прекращается. Мы знаем, что, даже если стратегии роста у динозавров сильно различались, эти животные росли в темпе, существенно опережающем таковой у ныне живущих рептилий, далёких от птиц с позиций систематики. Даже крупнейшие из динозавров достигали взрослого размера меньше, чем за три десятка лет. Длинные кости крупных динозавров и птерозавров в большинстве случаев состоят из хорошо васкуляризированной фиброламеллярной кости, что отражает быстрый темп роста. Этот вид костной ткани обнаруживается у коров, лошадей, лосей и других крупных млекопитающих, а также у крупных птиц. Но ранние птицы и многие динозавры не всегда обладают костью такого типа, и если он у них есть, это не обязательно вся компактная костная ткань.

Большой объём палеогистологических исследований был проведён в отношении динозавров-зауропод. [45] Описание Монти Пайтоном динозавров-зауропод может показаться знакомым: «тонкий с одного конца, гораздо толще в середине, и дальше снова тонкий на другом конце» (www.youtube.com/watch?v = cAYDiPizDIs). Особый интерес к этим животным вполне оправдан, поскольку они были самыми крупными наземными животными. Особенности гистологии костей передней и задней конечности были использованы Мартином Сандером и его студентами в Бонне для изучения темпа метаболизма и поиска ответа на вопрос, достигались ли большие размеры за счёт увеличения темпов роста, или же продления времени роста. Крупные юрские формы, потенциально эндотермные, явно росли быстро — несомненно, быстрее, чем самые ранние виды зауропод. Mamenchisaurus , позднеюрский зауропод из Китая, рос с максимальной средней скоростью 2 тонны в год, и это замечательное достижение для метаболизма. Некоторые виды демонстрируют пластичность в развитии, и действительно, различные онтогенетические «стадии» можно распознать, основываясь на различных видах гистологии костной ткани в пределах одного вида.

Если использовать для сравнения только современных рептилий с их замедленным темпом метаболизма, то можно прийти к выводу, что огромному юрскому зауроподу Apatosaurus должно было требоваться до 120 лет, чтобы дорасти до своего полного огромного размера. Но, изучая гистологию костей, мы знаем, что Apatosaurus должен был достигнуть своего полного размера в возрасте всего лишь от десяти до двенадцати лет; эта картина больше сходна с наблюдаемой у эндотермных птиц и млекопитающих.

Другие виды динозавров также стали объектом палеогистологических исследований, включая, разумеется, харизматичных теропод — группу, к которой принадлежит не только Tyrannosaurus rex , но также и птицы. Возможность определить, когда и как появился эндотермный тип роста у птиц, представляет большой интерес.

У Tyrannosaurus масса тела взрослой особи достигала приблизительно 5 тонн, а максимальная скорость роста-2,1 килограмма в день. [46] Информацию об изучении Tyrannosaurus, см., например, в Erickson и др. 2004. По массе и скорости роста T. rex был сходен с современным африканским слоном. T. rex доживал до двадцати восьми лет и достигал скелетной зрелости в возрасте примерно двух десятков лет. Как и у других наземных теропод, но в отличие от современных птиц, половая зрелость у T. rex наступала задолго до того, как животное вырастало до своего полного размера. Как и в случае с гигантскими зауроподами, T. rex достигал своего огромного размера главным образом за счёт ускорения темпа роста по сравнению со своими предками.

Уменьшение размера тела при эволюционном переходе от не-птичьих динозавров-теропод к птицам документировано многочисленными и довольно полными окаменелостями. В ходе изучения палеогистологии Кевин Падиан и его коллеги достигли понимания изменений в процессе роста, лежащих в основе этого изменения размеров. Они пришли к заключению, что уменьшение размера, связанное с происхождением птиц, включает сокращение продолжительности фазы быстрого роста предков.

Объектами палеогистологических исследований также стали другие рептилии и птицы, особенно те, которые демонстрируют крайне выраженные признаки адаптации. Опираясь на них, мы знаем, что продление времени роста было механизмом, задействованным в эволюции двух очень крупных и впечатляющих форм: гигантского североамериканского крокодиломорфа Deinosuchus из позднего мела Северной Америки и Varanus (Megalania) priscus из плейстоцена Австралии, вдвое превосходившего по размеру своего близкого родственника, комодосского варана. Многие животные, обитающие на островах, проявляют на протяжении истории своей жизни своеобразные адаптации, которые могут быть объяснены при помощи палеогистологических исследований, и среди них моа. Моа были нелетающими травоядными птицами, эндемичными для Новой Зеландии. Среди одиннадцати их видов из шести родов два самых крупных вида, Dinornis robustus и D. novaezealandiae , достигали почти 4 метров в высоту с вытянутой шеей и весили примерно 230 килограммов. Моа принадлежат к бескилевым птицам, которые включают африканского страуса, австралийского эму, новозеландского киви и южноамериканского нанду. Вероятнее всего, в результате охоты маори моа, как полагают, вымерли к 1500 году н. э. Моа демонстрируют явно выраженную «K-стратегию», которая означает долгую беременность и немногочисленное потомство — что сопровождается длительным периодом роста и поздним наступлением половой зрелости — в противоположность другим группам птиц, включая других бескилевых.

В ходе изучения палеогистологии нескольких длинных костей, Сэмюэль Тёрвей с коллегами зарегистрировали у четырёх из шести родов моа несколько ежегодных задержек роста, или линий задержек роста, обнаружив, что у этих особей типичный размер взрослой особи достигался лишь по истечении многих лет прерывистого роста. Но у гигантских форм моа, у которых самки весили более 200 килограммов, а самцы до 85 килограммов, наблюдаются особенности гистологии костей, отличные от характерных для других, более мелких видов. У гигантских форм рост был ускоренным: наружные слои кости богаты кровеносными сосудами и демонстрируют лишь немногие ЛЗР, если они вообще есть. Виды Dinornis вырастали за промежуток времени около трёх лет, при том, что самые мелкие виды моа, вроде видов рода Euryapteryx , не достигали взрослого размера до девяти лет. Медленный рост и позднее наступление половозрелости появились в процессе эволюции в среде, свободной от хищников и, возможно, с ограниченными ресурсами и сниженной конкуренцией, хотя это лишь предположение. Прибытие людей, как и в других похожих и печальных случаях, вскоре привело к исчезновению этих животных, жизненная история которых была неподходящей для сопротивления интенсивному хищничеству. В настоящее время в Новой Зеландии какапо, единственный в мире нелетающий попугай, возможно, тоже обречён — в результате разрушения среды обитания и прочих форм давления со стороны человека. [47] Популярное изложение случая с какапо можно прочитать в книге Adams и Carwardine «Last Chance to See» (1990).