В мозгу динозавров было воздушное охлаждение
К неожиданным результатам привела попытка американских ученых реконструировать процессы дыхания пахицефалозавра Stegoceras. Как показали исследования, мощный поток воздуха, несший запахи к его обонятельным рецепторам, заодно охлаждал головной мозг ящера.
Череп Sphaerotholus
«Динозавры были любопытными животными, – рассказал ведущий автор исследования Джейсон Бурк из университета Огайо. – Сегодня нам довольно трудно представить, что происходило в их сложно устроенных вытянутых головах, потому что нос способен выполнять одновременно несколько различных функций, а мягкие ткани, которые могли бы раскрыть нам эту загадку, сгнили миллионы лет назад». Однако, уверен Бурк, динозавры совершенно точно использовали свои носы не только для дыхания.
Чтобы заглянуть в давно минувшее прошлое, команда исследователей обратилась к современным родственникам динозавров – крокодилам, – крокодилам, птицам и ящерицам. «Мы провели множество вскрытий, томографий и инъекций в кровеносные сосуды, но самым интересным стало трехмерное моделирование воздушного потока», – сообщил Лоуренс Уитмер, профессор университета Огайо и главный исследователь проекта Visible Interactive Dinosaur, принадлежащего американской National Science Foundation.
Воспользовавшись подходами, применяемыми сегодня в аэрокосмической отрасли и медицине, Бурк с коллегами изучил особенности прохождения воздуха в головах современных родственников динозавров. «После того, как мы разобрались в дыхании современных животных, нам понадобился хороший кандидат от динозавров, чтобы проверить на нем нашу методику», – сказал Бурк. Лучшими оказались представители Pachycephalosauridae – группы растительноядных ящеров, знаменитых очень толстыми костями черепа.
Из-за масштабного окостенения головы у них покрылись тонким слоем кости и сохранились в окаменевшем виде участки мягких тканей, обычно в ископаемом состоянии не сохраняющиеся.
«Когда мы препарировали череп Sphaerotholus из Северной Дакоты, то даже не ожидали найти у него тонкие костяные пластинки в районе носа», – признается Эмма Шахнер, соавтор исследования из университета Луизианы. Такие же структуры встретились ученым и в черепе другого канадского пахицефалозавра – Stegoceras.
В задней части носовой полости пахицефалозавров палеонтологи открыли своеобразные «обонятельные раковины», в которых, вероятно, располагались рецепторы запахов. Компьютерная томограмма показала, что и область мозга, отвечающая за обоняние, была у этих динозавров довольно хорошо развитой.
Таким образом, не остается никаких сомнений в том, что Pachycephalosauridae обладали тонким нюхом.
Однако когда Бурк смоделировал прохождение потока воздуха внутри черепа ящера, то выяснилось, что он как бы огибает обонятельную раковину. «В этом не было никакого смысла, – говорит палеонтолог. – Stegoceras, очевидно, имел довольно неплохое обоняние, но запахи не достигали всех тех мест, куда они могли бы добраться. У нас, очевидно, не хватало важного куска этой головоломки».
Недостающим фрагментом мозаики оказался длинный костный гребень, разместившийся в носовой полости. У современных родственников динозавров в этом месте располагается почти такой же, только выполненный из хряща.
И он направляет поток вдыхаемого воздуха таким образом, чтобы он, проходя внутрь черепа, охлаждал мозги животного. «Ископаемые свидетельства говорят, что в целом Stegoceras в этом отношении был похож на страуса или аллигатора, – отметил соавтор исследования Руджер Портер. – Горячая артериальная кровь охлаждалась, проходя по стенкам обонятельных раковин. Это не сработало бы с большим мозгом, но позволяло в буквальном смысле не свариться мозгу стегоцераса».
Сейчас этот научный коллектив решил внимательнее изучить дыхание других динозавров, в частности – из групп анкилозавров и гадрозавров.
Статья опубликована в журнале The Anatomical Record
