как определить пол динозавра
Определение пола у динозавров: возможно ли это?
Вопрос полового диморфизма тираннозавров изучается учеными уже очень давно. У данного вида, в отличии от ламбиозавров или цератопсов отсутствуют столь удобные для определения половой принадлежности признаки, как особенности строения черепа или рога. В процессе нахождения новых скелетов тираннозавров, ученым удалось выделить два типовых варианта при взрослении особей: в массивную особь, или в стройную. Причем кости массивных особей попадались в непосредственной близости к скелетам детенышей гораздо чаще, чем скелеты стройных. Так как забота о потомстве присуща практически всем видам динозавров, это позволило говорить о том, что массивные особи, вероятнее всего являются самками данного вида. А особи с более стройным скелетом гипотетически являлись самцами. Данные исследования проводились группой Михаэля Раатха.
С ним, на основании исследования строения тазовых костей взрослых особей, согласились и ученые из Денверского музея, штат Колорадо. По мнению ученых, таз массивных особей достаточно широк для возможности откладывания яиц, в отличие от таза стройных особей. Однако даже после определенного сдвига в этой области, выделить универсальную анатомическую характеристику так и не удалось.
Существенным открытием стало нахождение в 1990 году великолепно сохранившегося скелета тираннозавра, названного Сью, в честь ученого Сюзанны Хендриксон, обнаружившей его. На основании изучения скелета динозавра, было установлено, что погибла данная особь от укуса своего сородича. Тело тираннозавра попало в водный поток и было погребено под слоем ила и песка. Помимо этого на скелете были найдены следы многочисленных ран, так и не успевших затянуться при жизни животного. Неподалеку от Сью были обнаружены еще несколько скелетов – взрослой особи тираннозавра и детенышей.
Палеонтолог Питер Ларсен, в этом же году, выдвинул интереснейшую гипотезу об аналогии диморфизма динозавров с подобным явлением у ряда современных рептилий (змей, черепах), а также у хищных птиц и многих земноводных. В качестве основного аргумента объясняющего данный факт, он указывал на необходимость обладания самками, определенного запаса питательных веществ, ведь безусловно самки расходуют на размножение гораздо больше энергии, нежели самцы. Помимо этого на самок, также возлагается защита недавно появившегося на свет потомства от хищников, и добыча им пищи.
Однако почему же данная закономерность у тераподов (хищных ящеротазовых динозавров), к которым относят тираннозавров, не распространяется на большое количество птиц и млекопитающих? Возможно, что данный факт напрямую связан с наличием моногамии у тех, или иных видов. Самцам у видов, не образующих постоянных пар, необходимо биться за самок, это объяснят больший по сравнению с самками размер.
Если же провести аналогии с современными хищными рептилиями – крокодилами, обнаруживается любопытный факт их строения – самцы данного вида имеют мускул, крепящийся к нижнему отростку позвонка тазового пояса и соединяющий с ним половой член. Самки же обладают гораздо меньший нижний отросток соответствующего позвонка, он также меньше таких отростков на других позвонках.
Исследование скелета Сью и сравнение элементов других ранее обнаруженных скелетов позволило определить что нижний отросток на позвонке возле тазового пояса, у нее действительно меньше. Как меньше он и отростков не других позвонках. В 1993 году палеонтолог Филлип Куррье обнаружил подобную закономерность при исследовании скелетов зауроорнитоидов, обнаруженных в Монголии. Это также служит существенным подтверждением данной гипотезы.
Пол у динозавров
Канадские ученые из Эдмонтона нашли характерную черту, позволяющую различать по ископаемым остаткам динозавров мужского и женского пола. По крайней мере, их способ может подойти для некоторых пернатых динозавров.
Исследуя окаменелости, ученые получают в свое распоряжение практически только кости. В редких случаях им достаются еще и отпечатки каких-нибудь внешних структур или даже сами структуры, если они были достаточно жесткие: раковины аммонитов или панцири трилобитов. В некоторых случаях удается найти отпечаток растений на камне или насекомое в янтаре. Но от большинства позвоночных в качестве окаменелостей остаются только кости.
При этом половой диморфизм обычно проявляется по большей части в мягких тканях, а скелет затрагивает минимально. Мы все прекрасно знаем, в чем состоит половой диморфизм у людей, однако же неподготовленный человек едва ли сможет отличить мужской скелет от женского. Никакой специальной кости, которая была бы у одних, и отсутствовала бы у других, не существует. Проще всего руководствоваться абсолютными размерами, и это может дать неплохие результаты, по крайней мере, пока мы твердо уверены, что обладатели скелетов жили примерно в одно время и принадлежали к одной и той же расе. Если хотя бы одно из этих условий не будет выполнено, возникнут проблемы.
Например, с конца XIX до конца XX века европейское население изрядно выросло. Голландцы в среднем на 15 см, шведы – на 10, остальные – чуть меньше. Похожие явления наблюдаются по всему земному шару. При этом даже не самая высокая европейская женщина может оказаться выше ростом, чем довольно высокий азиатский мужчина.
Только в 1969 году Т.В. Фенисом была опубликована работа с описанием довольно точного (96-100% в некоторых популяциях) метода, позволяющего отличить мужской скелет от женского. Метод основан на анализе некоторых особенностей костей таза. Обычно антропологи его используют для определения пола неопознанного скелета, попавшего к ним в руки. Точность метода сильно зависит от целостности скелета и популяции, к которой принадлежал его обладатель. Применим он только к взрослым особям. Надо понимать, что для разработки метода потребовалось доскональное знание человеческой анатомии и много скелетов, про которые было точно известно, кому они принадлежали.
С ископаемыми динозаврами все гораздо сложнее. Большинство окаменевших останков находятся в не слишком хорошем состоянии. Их обнаруживают в разных местах земного шара, в разных хронологических пластах. Границы вида для существ, живших так давно, тоже слегка размываются. Сложно понять, что перед вами: сильно отличающийся от товарищей представитель хорошо известного многочисленного вида, немногочисленная переходная форма к какому-нибудь другому виду, или вообще представитель неописанного ранее вида. ДНК анализ таких древних костей невозможен, о внешнем виде, образе жизни и подробностях анатомии их обладателей тоже почти ничего не известно.
Обычно в биологии метод для различения двух состояний (беременных и не беременных, больных раком и здоровых, мужчин и женщин по скелету) разрабатывается в несколько этапов. На первом этапе формируют группы из объектов, про которые точно знают, что они из себя представляют. Затем выбирают несколько легко детектируемых критериев (уровень гормона ХГЧ, концентрацию онкомаркера, особенности тазовой кости) так, чтобы у представителей двух групп их значения не совпадали. Затем выбирают объекты, про которые разработчикам метода неизвестно, к какой группе они принадлежат, но это можно установить и другими методами (обнаружить беременность с помощью УЗИ, опухоль с помощью томографии, а пол скелета – по надписям на могиле). Если и тут окажется, что новый метод правильно разделил объекты на группы, его начинают применять массово. Проблема с динозаврами в том, что такая поэтапная проверка невозможна. Кроме редких случаев, когда самка динозавра погибала, не успев отложить яйца, и так и окаменевала, а таких окаменелостей очень мало, установить пол напрямую невозможно.
В 2005 году в журнале Science была опубликована работа, авторы которой исследовали исключительно хорошо сохранившиеся кости Tyrannosaurus rex и обнаружили, что бедренные кости самок динозавров этого вида претерпевают те же изменения, что и у самок яйцекладущих птиц. Под действием гормона эстрогена у птиц в полости, где обычно расположен костный мозг, возникает дополнительный медуллярный слой, богатый кровеносными сосудами и кальцием. С его помощью яйца обзаводятся скорлупой.
Кроме T. rex медуллярные кости были обнаружены и у других видов динозавров. В целом, есть основания считать, что динозавры и птицы были похожи по многим параметрам и часто предположения о физиологии и строении внутренних органов динозавров делаются по аналогии с физиологией и анатомией птиц.
Авторы новой работы исследовали фрагмент окаменелости, в котором находились сразу два овираптозавра Khaan mckennai. В момент смерти эти два животных находились рядом и стали известны под именами Ромео и Джульетта (реже – Сид и Нэнси), хотя, когда их нашли в середине 1990-х годов в Монголии и впервые описали в 2001, ни у кого не было никаких доказательств, что они разнополы. Работавшие на месте раскопок в пустыне Гоби археологи утверждают, что динозавры были похоронены заживо сходом песчаной лавины.
Один из двух скелетов присутствовал в окаменелости целиком, второму не хватало кончика хвоста. Но этого оказалось достаточно. Выяснилось, что у двух особей есть отличия в шевронах. Шевронами в скелете динозавров и некоторых других животных называют отростки позвонков, чаще хвостовых, направленные вниз. У одной из особей шевроны оказались длиннее и с более широкими концами, чем у другой. О связи строения шевронов с половым диморфизом заставляет задуматься тот факт, что у крокодилов – довольно близких родственников динозавров – описан половой диморфизм шевронов.
Можно ожидать, что отростки меньшего размера в меньшей степени перекрывали канал, по которому откладываются яйца. Тогда следует предположить, что животное с шевронами меньшего размера – самка. Среди всех динозавров у овираптозавров одно из самых больших отношений откладываемых яиц к размеру тела, поэтому нет ничего удивительного в том, что диморфизм шевронов впервые был обнаружен у них.
Есть и другие идеи о прикладном смысле диморфизма шевронов. Например, возможно, что у особей мужского пола к более длинным отросткам крепились мышцы, управляющие положением пениса. Более вероятное объяснение заключается в том, что они были нужны самцам для прикрепления и высокой подвижности длинного оперенного хвоста. Представляется вероятным, что движения хвоста играли роль в коммуникации овираптозавров-самцов с самками, за которыми они ухаживали, и конкурентами.
Разумеется, пока по исследованию единственной пары животных рано делать выводы. Теперь, вероятно, стоит внимательнее исследовать шевроны других хорошо сохранившихся в музеях мира динозавров и посмотреть, не найдутся ли дополнительные доказательства.
Можно ли определить пол у динозавров?
Кости массивных животных были найдены в непосредственной близости от костей детенышей. Динозавры обычно проявляли заботу о потомстве, и не только о кладке, но и о молодняке, а сопровождение молодых более характерно для самок. Поэтому Раатх сделал вполне закономерный вывод, что кости животных с массивным морфотипом принадлежали взрослым самкам, а более грациозные особи, следовательно, были самцами.
Другой исследователь, Кен Карпентер из музея в Денвере, штат Колорадо, исследуя останки северо-американских тираннозавров и монгольских тарбозавров, также установил наличие у них двух аналогичных морфотипов, и, как и Раатх, предположил, что массивный тип принадлежал взрослым самкам. Это предположение частично базировалось на форме таза массивных особей, который, по мнению ученого, должен был быть достаточно широким для нормальной откладки яиц. Несмотря на большой интерес к проблеме полового диморфизма, никто из ученых до последнего времени не мог выделить какую-либо единственную анатомическую характеристику, позволявшую бы определить пол любого динозавра по его скелету.
Палеонтолог Питер Ларсен начал свои исследования в этой области в 1990 г.- именно тогда, когда был обнаружен скелет тираннозавра Сью. Ларсен подошел к решению проблемы очень ответственно, и его рассуждения были примерно следующими. У большинства птиц и млекопитающих самки действительно мельче самцов. Однако, например, у хищных птиц или китов наблюдается обратная картина. У ряда рептилий, в частности змей и черепах, и у многих земноводных самки также крупнее самцов. Крупным размерам самок легко найти объяснение. Ведь именно эти особи, несущие в своих половых клетках не только генетическую информацию, но и запас питательных веществ, необходимый для развития будущего зародыша, расходуют на размножение больше энергии. Самкам же, как правило, отводится и основная роль в заботе о потомстве, роль, предполагающая и охоту, и защиту от хищников.
Но почему же тогда у большинства птиц и млекопитающих самки все же мельче самцов? Можно предположить, что крупные размеры имеют самцы в первую очередь у видов, не образующих постоянных пар или у стадных животных, когда более крупные самцы имеют преимущества в завоевании самок, а потом берут на себя роль охраны потомства. А вот у хищных птиц, строгих моногамов, самцы, как уже было сказано, отличаются более мелкими размерами. Так что если хищные динозавры, такие как тот же тираннозавр, образовывали постоянные пары, то их самки вполне могли быть крупнее самцов. Во всяком случае, в этом не было бы ничего удивительного.
Предварительные же исследования растительноядных динозавров, таких как, например, орнитихии (Ornithischians), заставляют предположить, что они вели стадный образ жизни, так что самцы у них вполне могли быть крупнее самок. Короче, только на размеры и пропорции тела в вопросе определения пола у динозавров полагаться никак нельзя. Но может быть, есть и другие пути?
Способ определения пола динозавров может помочь реконструировать некоторые события из жизни этих удивительных животных, населявших нашу планету в период примерно от 200 до 65 млн лет назад, в частности проверить ряд гипотез об их поведении и социальной организации. Отлично сохранившийся скелет Сью очень помог ученым в решении целого ряда проблем, поставив, в свою очередь, новые задачи, которые можно было бы и решить, если бы эта удивительная находка до сих пор оставалась в руках исследователей. К сожалению, в 1992 г., т.е. всего через два года после раскопок, со Сью произошла трагедия. Скелет тираннозавра был конфискован представителями федерального правительства США, которые утверждали, что институт Блек Хилл владеет находкой незаконно. Институт обратился в суд, который признал, что ученые во время раскопок и изучения Сью не нарушили никаких законов. Но. прошло уже почти 5 лет, а Сью до сих пор не вернулась в институт. Скелет этого замечательного животного хранится где-то в металлическом контейнере в совершенно непригодных условиях, и скорее всего, если ученые когда-нибудь смогут заглянуть в этот контейнер, то уже не обнаружат там ничего, кроме пыли. Однако кто знает. Остается только надеяться на лучшее.
Можно ли определить пол динозавра по его костям?
Время от времени палеонтологи, которые изучают окаменелые останки древних животных и растений, открывают новые виды динозавров. Изучая их кости, ученые могут с большой точностью определить, как они выглядели и чем питались. Но, изучая строение костей, они практически не могут могут назвать точный пол обнаруженной особи, потому что они попросту не знают, чем отличались самцы от самок — половые органы до наших дней не сохраняются. Ранее пол некоторых динозавров определяли по размерам костей, однако новое исследование, проведенное международной группой палеонтологов, доказывает, что такой метод выявления самцов и самок выдает неправильные результаты.
Палеонтолог Кеннет Карпентер (Kenneth Carpenter) уверен, что пол динозавров можно определить по их костям, но так ли это?
Что такое диморфизм полов?
Различия между самками и самцами одного вида принято называть половыми диморфизмами. Ярким примером этого явления можно считать наличие пышной гривы у самцов львов и отсутствие «роскошной шевелюры» у львиц. Также можно взглянуть на павлинов — самцы имеют очень яркое оперение, тогда как самки не обладают такой красотой.
У львов на голове роскошная шевелюра — этим они и отличаются от самок
Иногда бывает наоборот, когда отличительные половые признаки ярче выражены у самок. Так называемый обратный половой диморфизм можно наблюдать у самых маленьких птиц в мире — колибри. Прогуливаясь по просторам Северной и Южной Америки или смотря документальный фильм сидя на диване, можно заметить, что некоторые особи намного крупнее других. Так вот, крупными телами обладают самки, а размеры самцов могут составлять всего 5 сантиметров.
Исходя из написанного выше, можно предположить, что слева — самка колибри
Половые отличия у динозавров
В 1992 году палеонтолог Кеннет Карпентер (Kenneth Carpenter) объявил, что нашел признаки обратного полового диморфизма у тираннозавров, которые считаются едва ли не самыми известными динозаврами в мире. В своей научной работе «Variation in Tyrannosaurus rex / Dinosaur Systematics: Approaches and Perspectives» он сделал вывод, что самки тираннозавров были крупнее самцов. Свое предположение он выдвинул после того, как осмотрел останки 25 особей древних хищников.
Примерно так были изображены самки и самцы тираннозавров в фильме Стивена Спилберга «Парк юрского периода»
Публика быстро освоила эту информацию — заявление о том, что самки тираннозавров были крупнее самцов, до сих пор можно встретить на сайтах с «интересными фактами». Однако, недавно группа ученых из Великобритании, США и Канады, почти разрушили этот миф. В рамках своей научной работы они решили выяснить, могут ли признаки полового различия сохраниться на ископаемых останках.
Современные динозавры
В качестве объектов исследования, результаты которого были опубликованы в научном журнале PreeJ, они взяли 106 черепов гавиалов, предоставленные разными музеями мира. Гавиалами принято называть особый вид крокодилов с длинными, заостренными носами. Их далекие предки существовали миллионы лет назад, во времена динозавров, поэтому неудивительно, что у нынешних гавиалов есть много общих черт с древними хищниками.
Считается, что гавиалы находятся на грани вымирания. Но в 2019 году стало известно, что они начали активно размножаться — в Южной Азии были найдены сотни детенышей этих крокодилов. Подробнее об этом событии читайте в нашем материале.
Как и динозавры, гавиалы являются крупными пресмыкающимися, которые откладывают яйца. У них наблюдается половой диморфизм — на носу самцов есть заметная «шишка», состоящая из мягких тканей и поддерживаемая небольшими косточками в области ноздрей. Изучая сотни окаменелых останков, ученые с трудом могли определить пол пресмыкающихся, даже при наличии такой явной подсказки, как костные структуры на носу. Если отличительные особенности пресмыкающихся были уничтожены со временем, отличить самцов древних хищников от самок просто невозможно.
На фото — самец гавиала с «шишкой» на носу
Трудности изучения динозавров
Исходя из этого, ученые пришли к выводу, что определить пол динозавров по их костям невозможно. Во-первых, у самцов и самок древних гигантов не было отличительных признаков вроде наростов на носу — по крайней мере у тираннозавров ничего подобного обнаружено не было. Во-вторых, предположение о разных размерах тела у тираннозавров противоположных полов было сделано на основе данных, полученных при изучении костей 25 особей. А это, по мнению ученых, слишком маленькая выборка для выдвижения таких громких заявлений как «самки тираннозавров были крупнее самцов».
К сожалению, многие динозавры обнаруживаются только в единственном экземпляре
Возможно, метод определения пола динозавров по костям будет изобретен, когда палеонтологам удастся обнаружить останки хотя бы пары сотен особей. Но даже в этом случае он будет применим только к некоторым видам динозавров, а не всем. Например, в будущем ученые могут обнаружить на останках самцов тираннозавров костяные отростки, наличие которых будет отличать их от самок. Но настанут ли такие времена, неизвестно — со временем кости динозавров могут быть уничтожены движущимися под землей тектоническими плитами или под воздействием других факторов.
Если вам интересны новости науки и технологий, подпишитесь на наш канал в Яндекс.Дзен. Там вы найдете материалы, которые не были опубликованы на сайте!
А на данный момент нам остается довольствоваться открытием новых видов динозавров, особи которых обычно обнаруживаются в единственном экземпляре. Взять, к примеру, раскопанного в Таиланде динозавра Vayuraptor nongbualamphuensis, длина тела которого составляла 4,5 метров, а лапы были похожи на куриные. Рекомендую прямо сейчас прочитать материал об этом необычном хищнике — в статье также объясняется, почему динозавры почти не водились на территории России.
Чем отличались динозавры мужского и женского пола
Новое исследование показало, что у нас просто нет данных, чтобы различать самок и самцов динозавров. «Много лет назад в научной статье указывалось, что самки T. rex больше, чем самцы. Однако основанием для этого были останки 25 особей, и наши результаты показывают, что эти данные просто недостаточно хороши, чтобы делать подобные заключения», — говорит зоолог Дэвид Хон из Лондонского университета королевы Марии.
Некоторые современные потомки динозавров, колибри и хищные птицы, имеют так называемый обратный половой диморфизм, когда самки крупнее самцов. Существует несколько гипотез о том, почему это заключение справедливо. Например, большой размер позволяет самкам давать больше яиц. Но у других видов птиц самцы крупнее самок.
То есть, фактор размера может быть верным для определения пола у некоторых видов динозавров, таких как Shringasaurus indicus. Но ученые нашли не так много останков данного вида динозавров (всего семь), чтобы быть уверенными в этом.
Хон и его коллеги попытались обнаружить связанные с полом различия в размерах, изучив представленные в музеях останки исчезающего вида крокодилов Gavialis gangeticus. У взрослых самцов на конце длинных морд есть бугорок. Кроме того, они превосходят самок размерами.
«Наше исследование показывает, что даже если мы точно знаем пол образца, нам нелегко найти различия между самками и самцами», — пояснил Хон. Возможно, самки и самцы динозавров отличались окрасом, но окаменелые останки вряд ли подскажут цвет особи. Таким образом, на пол могут указывать только окаменелости с яйцами внутри.