Вчені зробили цифрову реконструкцію черепа стародавнього хижака віком 330 мільйонів років

Дослідники зробили цифрову реконструкцію черепа Crassigyrinus scoticus, виду віком 330 мільйонів років, виявивши форму, схожу на сучасного крокодила, а не на високий череп, який передбачався раніше. Відкриття проливає світло на поведінку цього стародавнього хижака, який жив у вугільних болотах і, ймовірно, полював, як сучасні крокодили.

Будучи родичем одних із перших тварин, які вийшли на сушу, вчені намагалися зрозуміти цей вид, якому 330 мільйонів років, майже століття. Однак, оскільки всі відомі скам’янілості кам’яновугільних хижаків сильно подрібнені, це було особливо важко.

Удосконалення комп’ютерної томографії та 3D-візуалізації означають, що команда дослідників тепер змогла вперше зібрати фрагменти разом, показавши, як мав би виглядати череп Крассигіріна . Доктор Лаура Порро з Університетського коледжу Лондона (UCL), провідний автор нового дослідження, каже: «Ця тварина була раніше реконструйована з дуже високим черепом, схожим на мурену, на основі типового зразка в Единбурзі, який був сплющений з боку в бік».

«Однак, коли я спробував імітувати цю форму за допомогою цифрової поверхні з КТ, це просто не спрацювало. Не було шансів, що тварина з таким широким піднебінням і таким вузьким дахом черепа могла мати таку голову».

Стаття, опублікована 2 травня в Journal of Vertebrate Palaeontology , присвячена співавтору, професору Дженні Клак, палеонтологу-новатору, який революціонізував наше розуміння ранньої еволюції чотириногих і яка померла в 2020 році.

«Гірко нарешті побачити цю статтю опублікованою», — каже Лаура. «Дженні Клек працювала над цим як докторська, і я радий, що вона змогла побачити остаточну реконструкцію Крассігіріна. Вона була настільки надихаючою, і я хотів би продовжувати працювати з нею на довгі роки».

Як відновити сплющену скам’янілість

Crassigyrinus — чотириногі стовбурові тварини, група чотириногих тварин, які одними з перших здійснили перехід із води на сушу. Однак, на відміну від своїх родичів, Crassigyrinus був водною твариною або тому, що його предки повернулися з суші у воду, або тому, що вони взагалі не переходили на сушу. Натомість він жив у вугільних болотах, розташованих на території сучасної Шотландії та деяких частинах Північної Америки, що створило умови для його збереження після смерті.

«Ці тварини були збережені в дрібнозернистій породі, яка забезпечує чудовий контраст під час КТ», — пояснює Лаура. «На жаль, це не забезпечує особливої ​​структурної цілісності, тому, коли більше матеріалу накопичувалося на вершині Крассігірінуса, він роздавлював скам’янілості».

Це означає, що хоча деякі з відомих зразків є цілком повними, усі вони зламані та деформовані. Кістки роздроблені на багато частин, розплющені та покладені одна на одну, що в минулому призвело до різноманітних реконструкцій.

Щоб спробувати відновити цей розчавлений зразок, команда використала комп’ютерну томографію чотирьох зразків Crassigyrinus, у тому числі трьох у музеї. Між цими скам’янілостями були присутні всі кістки черепа, що дозволило їм розпочати відновлення черепа чотириногих.

«Коли ми ідентифікували всі кістки, це було трохи схоже на 3D-пазл», — каже Лаура. «Зазвичай я починаю із залишків мозкової оболонки, тому що це буде ядро ​​черепа, а потім збираю навколо нього піднебіння».

«Це дає мені базу, з якої я можу почати будувати вгору, використовуючи ділянки кісток, які перекриваються, відомі як шви, які дають підказки про те, як кістки черепа підійшли один до одного. Оскільки кістки були зламані, а не зігнуті, ми могли реконструювати зразок із достатньою мірою впевненості.

Отримана дрібніша форма черепа узгоджується з нещодавньою переоцінкою решти тіла крассігірінуса, яка виявила, що це була відносно плоска тварина з дуже короткими кінцівками. Разом ці реконструкції можуть розкрити більше про те, як жив Крассігірін.

Що було відкрито про Crassigyrinus ?

Завдяки імені, що означає «товстий пуголовок», Crassigyrinus не вселяє страху. Однак у свій час це був би страшний хижак.

«За життя Крассігірінус мав би приблизно два-три метри в довжину, що було досить великим для того часу», — каже Лаура. «Ймовірно, він поводився б подібно до сучасних крокодилів, ховаючись під поверхнею води та використовуючи свій потужний укус, щоб схопити здобич».

Форма черепа Крассігіріна містить ряд виступів, які могли б допомогти зміцнити череп і поширити силу його укусу між його численними зубами.

Будь-яка здобич, яка перетинатиме його шлях, також повинна буде боротися з набором спеціалізованих органів чуття, які допомагали Крассігірінусу відстежувати їх. До них належали великі очі, щоб бачити в тьмяних вугільних болотах, а також бічні лінії для виявлення вібрації у воді. Таємнича щілина біля передньої частини його морди також може бути ознакою того, що у нього були й інші органи чуття.

«Багато перших чотириногих молюсків мають проміжки по середній лінії в передній частині морди, але проміжки у Crassigyrinus набагато більші та мають гладко виліплені краї», — пояснює Лаура. «Ніздрі були в іншому місці, тому було багато спекуляцій, чим міг бути цей отвір».

Одна з можливостей полягає в тому, що, як і деякі живі риби, Crassigyrinus міг мати ростральний орган, який допомагав йому виявляти електричні поля. Крім того, він міг мати орган Джекобсона, який є у таких тварин, як змії, і допомагає виявляти різні хімічні речовини.

«На жаль, ми не можемо бути впевнені, що було в цій щілині, тому що там нічого не збереглося, і ніщо з живих сьогодні не має настільки тісного зв’язку з Крассігіріном, щоб точно знати», — каже Лаура. «Очевидним є те, що ці тварини мали дуже добре розвинені органи чуття, тому цілком зрозуміло, що вони могли мати ще один сенсорний орган у передній частині морди».

Тепер, коли череп реконструйовано, дослідники перевіряють його в серії біомеханічних симуляцій, щоб побачити, на що він міг бути здатний.