Стегозавр ( / ˌ s t ɛ ɡ ə ˈ s ɔːr ə s / ; [2] букв. «крышная ящерица») — род травоядных четвероногих панцирных динозавров из поздней юры , характеризующийся характерным коршуном- сформированные вертикальные пластины вдоль спины и шипы на хвостах. Окаменелости этого рода были обнаружены на западе Соединенных Штатов и в Португалии , где они обнаружены в слоях от кимериджского до титонского периода, датируемых 155-145 миллионами лет назад . Из видов, отнесенных к верхним частям формации Моррисон на западе США, общепризнанными являются только три: S. stenops , S. ungulatus и S. sulcatus . Были найдены останки более 80 особей животных этого рода. Стегозавр жил бы рядом с такими динозаврами, как апатозавр , диплодок , камаразавр и аллозавр , последний из которых, возможно, охотился на него.
Это были крупные, массивные, травоядные четвероногие животные с округлой спиной, короткими передними конечностями, длинными задними конечностями и высоко поднятыми хвостами. Благодаря характерному сочетанию широких вертикальных пластин и хвоста с шипами на конце стегозавр является одним из самых узнаваемых видов динозавров. Функция этого набора пластин и шипов была предметом многочисленных спекуляций среди ученых. Сегодня общепризнано, что их шипастые хвосты, скорее всего, использовались для защиты от хищников, а их пластины, возможно, использовались в первую очередь для демонстрации и во вторую очередь для терморегуляторных функций. Стегозавр имел относительно низкое соотношение массы мозга и тела . У него была короткая шея и маленькая голова, а это значит, что он, скорее всего, питался низменными кустами и кустарниками. Один из видов, Stegosaurus ungulatus , является одним из крупнейших известных среди всех стегозавров , самые крупные известные экземпляры имеют длину около 7,5 метров (25 футов) и весят более 5 метрических тонн (5,5 коротких тонн).
Останки стегозавра были впервые идентифицированы во время « Костяных войн » Отниэлем Чарльзом Маршем на Национальном памятнике «Хребет динозавров» . Первые известные скелеты были фрагментарными, а кости были разбросаны, и прошло много лет, прежде чем истинный внешний вид этих животных, включая их позу и расположение пластин, стал хорошо понятен. Несмотря на свою популярность в книгах и фильмах, скелеты стегозавра не стали основным продуктом крупных музеев естествознания до середины 20-го века, и многим музеям пришлось собирать составные экспозиции из нескольких разных экземпляров из-за отсутствия полных скелетов. Стегозавр — один из наиболее известных динозавров, его изображали в фильмах, на почтовых марках и во многих других средствах массовой информации.
Стегозавр , один из многих динозавров, описанных в « Войнах костей» , был впервые собран Артуром Лейксом и состоял из нескольких хвостовых позвонков, кожной пластинки и нескольких дополнительных посткраниальных элементов, которые были собраны к северу от Моррисона, штат Колорадо, в карьере YPM 5 Лейкса. [3] Эти первые фрагментированные кости (YPM 1850) стали голотипом Stegosaurus Armatus , когда палеонтолог из Йельского университета Отниэль Чарльз Марш описал их в 1877 году . [4] Первоначально Марш считал, что останки принадлежали водному черепахоподобному животному и послужили основой для его научное название «крышная ящерица» произошло из-за его раннего убеждения, что пластины лежат ровно на спине животного, перекрывая друг друга, как черепица на крыше . [4] Хотя еще несколько полных экземпляров были отнесены к Stegosaurus Armatus , подготовка костей и анализ показали, что этот типовой образец на самом деле сомнительный, что не является идеальной ситуацией для типовых видов такого известного рода, как Stegosaurus . [3] Из-за этого Международный кодекс зоологической номенклатуры решил заменить типовой вид более известным видом Stegosaurus stenops . [5] Марш также ошибочно отнес несколько окаменелостей к S. Armatus , в том числе зубную кость и зубы зауропода Diplodocus , а также поместил кости конечностей зауропода и большеберцовую кость аллозавра в YPM 1850. [6]
По другую сторону «Войн костей» Эдвард Дринкер Коуп назвал Hypsirhophus discurus еще одним стегозавром на основе фрагментарных окаменелостей из карьера Коупа 3 возле места «Сосок Коупа» в Гарден-Парке, штат Колорадо, в 1878 году. [7] Многие более поздние исследователи рассматривали Hypsirhophus. быть синонимом стегозавра [8] , хотя Питер Гальтон (2010 ) предположил, что он отличается на основе различий в позвонках. [3] Ф. Ф. Хаббелл, коллекционер Коупа, также нашел частичный скелет стегозавра во время раскопок в Комо-Блафф в 1877 или 1878 году, который сейчас является частью горы Стегозавра (AMNH 5752) в Американском музее естественной истории . [9]
Артур Лейкс сделал еще одно открытие позже, в 1879 году, в Комо-Блафф в округе Олбани, штат Вайоминг , месте, которое также относится к верхней юре формации Моррисон , когда в августе того же года он нашел несколько крупных окаменелостей стегозавра . [6] Большинство окаменелостей было найдено в карьере 13, включая типовой экземпляр Stegosaurus ungulatus ( YPM 1853), который был собран Лейксом и Уильямом Харлоу Ридом в том же году и назван Маршем. [6] Образец был одним из многих, найденных в карьере, экземпляр состоял из части черепа, нескольких позвонков, седалищной кости, частей конечностей, нескольких пластин и четырех тагомайзеров, хотя восемь тагомайзеров были отнесены на основании экземпляра, сохранившегося рядом с тип. [6] Типовой экземпляр также сохранил пес, который был тезкой вида, что означает «копытная ящерица». [10] [3] В 1881 году он назвал третий вид Stegosaurus «affinis», основываясь только на тазовой кости, хотя с тех пор окаменелость была утеряна, и этот вид был объявлен nomen nudum. [6] [3] Позже, в 1887 году, Марш описал еще два вида стегозавра из Комо-Блафф, дуплекс стегозавра, основанный на частичном позвоночнике, частичном тазе и частичной левой задней конечности (YPM 1858) из карьера Рида 11, хотя вид теперь рассматривается как синоним Stegosaurus ungulatus . [8] Другой, Stegosaurus sulcatus , был назван на основе левой передней конечности, лопатки, левого бедра, нескольких позвонков, а также нескольких пластин и элементов кожной брони (USNM V 4937), собранных в 1883 году. [8] [3] Stegosaurus sulcatus большинство в частности, сохранился большой шип, который, как предполагалось, был плечевым шипом, который использовался для диагностики этого вида. [3]
Величайшее открытие стегозавра произошло в 1885 году, когда был обнаружен почти полный сочлененный скелет юноши, который включал ранее неоткрытые элементы, такие как полный череп, горловые косточки и сочлененные пластинки. [10] [8] Маршалл П. Фелч собирал скелет в 1885 и 1886 годах из пластов формации Моррисон в своем карьере в Гарден-Парке, городе недалеко от Каньон-Сити , штат Колорадо . [11] [8] Скелет был умело обнаружен Фелчем, который сначала разделил скелет на помеченные блоки и подготовил их отдельно. [8] Скелет был отправлен Маршу в 1887 году, который в том же году назвал его Stegosaurus stenops («узколицая ящерица крыши»). Хотя он еще не был полностью подготовлен, почти полный и сочлененный образец стенопса стегозавра позволил Маршу завершить первую попытку реконструировать скелет стегозавра . [10] [12] Эта первая реконструкция S. ungulatus с недостающими частями, заполненными из S. stenops , была опубликована Маршем в 1891 году. (В 1893 году Ричард Лидеккер по ошибке переиздал рисунок Марша под названием Hypsirhophus .) [10 ] [12] Эта первая реконструкция S. ungulatus с недостающими частями, заполненными из S. stenops, была опубликована Маршем в 1891 году. 8]
Скелет S. stenops с тех пор был передан на хранение в Национальный музей естественной истории в Вашингтоне, округ Колумбия , где он экспонируется с 1915 года. несколько экземпляров относились к S. stenops , которые были собраны в карьере 13 в Комо-Блафф в 1887 году, наиболее полным из них был USNM 6531. [13] Типовой экземпляр S. ungulatus (YPM 1853) был включен в первый в истории установленный скелет Стегозавр в Музее естественной истории Пибоди в 1910 году, автор Ричард Суонн Лулл . Первоначально он устанавливался с парными пластинами, расположенными широко над основанием ребер, но в 1924 году был повторно установлен с двумя расположенными в шахматном порядке рядами пластин вдоль средней линии спины. [14] Дополнительные экземпляры, найденные в том же карьере Национальным музеем естественной истории США , включая хвостовые позвонки и дополнительную большую пластину (USNM 7414), принадлежат тому же человеку, что и YPM 1853. [3]
Следующим видом стегозавра , который был назван Фредериком Лукасом в 1901 году, был S. marshi. Позже в том же году Лукас реклассифицировал этот вид в новый род Hoplitosaurus . Лукас также вновь рассмотрел вопрос о жизненном облике Стегозавра , придя к выводу, что пластинки располагались попарно в два ряда вдоль спины, располагаясь над основаниями ребер. Лукас поручил Чарльзу Р. Найту восстановить жизнь S. ungulatus на основе его новой интерпретации. Однако в следующем году Лукас написал, что теперь он считает, что пластины, вероятно, были прикреплены в шахматном порядке. В 1910 году Ричард Суонн Лулл писал, что чередование, наблюдаемое у S. stenops , вероятно, связано с перемещением скелета после смерти. Он руководил строительством первого в истории скелета стегозавра в Музее естественной истории Пибоди , который был изображен на парных пластинах. В 1914 году Чарльз Гилмор выступил против интерпретации Лулла, отметив, что несколько экземпляров S. stenops , включая теперь уже полностью подготовленный голотип, сохранили пластины чередующимися рядами вблизи вершины спины, и что не было никаких доказательств того, что пластины имели смещаются относительно тела при окаменении. [8] Интерпретация Гилмора и Лукаса стала общепринятым стандартом, и в 1924 году монтировка Лулла в музее Пибоди была изменена, чтобы отразить это. [14]
Несмотря на то, что стегозавра считали одним из самых характерных типов динозавров, в первой половине 20-го века экспонаты стегозавра отсутствовали в большинстве музеев, во многом из-за разрозненной природы большинства ископаемых образцов. До 1918 года единственным установленным скелетом стегозавра в мире был типовой экземпляр S. ungulatus , сделанный О. К. Маршем в Музее естественной истории Пибоди , который был выставлен на обозрение в 1910 году. Однако этот скелет был демонтирован в 1917 году, когда старый музей Пибоди здание было снесено. [13] Этот исторически значимый экземпляр был повторно установлен перед открытием нового здания музея Пибоди в 1925 году. [14] В 1918 году было завершено строительство второго монтирования Стегозавра и первого с изображением S. stenops . Эта гора была создана под руководством Чарльза Гилмора в Национальном музее естественной истории США . Он представлял собой смесь нескольких скелетов, в первую очередь USNM 6531, с пропорциями, точно повторяющими образец типа S. stenops , который рельефно выставлялся неподалеку с 1918 года. [13] Стареющая монтировка была демонтирована в 2003 году и заменена отлит в обновленной позе в 2004 году. [15] Третий установленный скелет стегозавра , называемый S. stenops , был выставлен на обозрение в Американском музее естественной истории в 1932 году. Установлен под руководством Чарльза Дж. Лонга, американца Музейная подставка представляла собой композицию, состоящую из частичных останков, заполненных копиями с других экземпляров. В своей статье о новом креплении для музейного журнала Барнум Браун описал (и оспорил) популярное заблуждение о том, что у стегозавра был «второй мозг» в бедрах. [16] Другой составной препарат, в котором использовались образцы, относящиеся к S. ungulatus, собранные из Национального памятника динозавров в период с 1920 по 1922 год, был выставлен на обозрение в Музее естественной истории Карнеги в 1940 году . [17]
Одна из основных тем книг и статей о Стегозавре — расположение пластин. [18] Этот аргумент стал главным в истории реконструкции динозавров. За прошедшие годы было предложено четыре возможных расположения пластин:
После окончания Войн костей многие крупные учреждения на востоке Соединенных Штатов были вдохновлены изображениями и находками Марша и Коупа и собрали свои собственные коллекции окаменелостей динозавров. Конкурс был инициирован Американским музеем естественной истории , Музеем естественной истории Карнеги и Полевым музеем естественной истории , которые отправили экспедиции на запад, чтобы собрать свои собственные коллекции динозавров и установить скелеты в своих залах окаменелостей. [22] Американский музей естественной истории был первым, кто начал экспедицию в 1897 году, обнаружив несколько разных, но неполных экземпляров стегозавра в карьере Bone Cabin в Комо-Блафф. [22] [9] Эти останки не были описаны и были установлены в 1932 году, причем монтировка представляет собой смесь, в основном, образцов AMNH 650 и 470 из карьера Bone Cabin. [9] [23] Маунт AMNH отлит и выставлен в Полевом музее, где не было собрано ни одного скелета стегозавра во время Второй лихорадки динозавров. [23] Музей Карнеги в Питтсбурге, с другой стороны, собрал множество экземпляров стегозавра , сначала во Фризаут-Хиллз в округе Карбон, штат Вайоминг, в 1902–03 годах. Окаменелости включали лишь пару посткраниальных останков, хотя в 1900-1920-х годах команды Карнеги в Национальном памятнике динозавров обнаружили десятки экземпляров стегозавров в одном из крупнейших мест обитания этого таксона. [24] CM 11341, наиболее полный скелет, найденный в карьере, был использован в качестве основы для составного монтировки Стегозавра в 1940 году вместе с несколькими другими экземплярами для завершения монтировки. Череп (CM 12000) также был найден бригадами Карнеги, один из немногих известных. [24] Материалы AMNH и CM были отнесены к Stegosaurus ungulatus . [24] [6]
В рамках эпохи Возрождения динозавров и возрождения интереса к динозаврам со стороны музеев и общественности снова начали собирать окаменелости стегозавра , хотя лишь немногие из них были полностью описаны. Важное открытие было сделано в 1937 году в Гарден-Парке учителем средней школы по имени Фрэнк Кесслер во время похода на природу. Кесслер связался с Денверским музеем природы и науки , который прислал палеонтолога Роберта Ландберга. [25] Ландберг раскопал скелет вместе с бригадами DMNS, обнаружив в карьере, который получил прозвище «Место Кесслера», полный на 70% скелет стегозавра , а также черепах, крокодилов и отдельные окаменелости динозавров. [25] Филипп Рейнхаймер, сталелитейщик, установил скелет стегозавра в DMNS в 1938 году. Скелет оставался установленным до 1989 года, когда куратор музея DMNS начал ревизию зала окаменелостей музея и отправил экспедицию для поиска дополнительных останков стегозавра . . [25] Экспедиции удалось найти почти полного стегозавра возле места Кесслера Брайана Смолла, чье имя станет тезкой нового места. [25] [26] Артикуляция и полнота стегозавра в «Маленьком карьере» прояснили положение пластин и шипов на спине Стегозавра , а также положение и размер горловых косточек, обнаруженных ранее впервые Фелчем с голотипом Stegosaurus stenops , хотя как типа S. stenops , окаменелости были сплющены в состоянии «сбитого на дороге». [27] [26] [25] Скелеты стегозавра были установлены рядом со скелетом аллозавра , собранным в округе Моффат, штат Колорадо, первоначально в 1979 году. [ 25]
В 1987 году Гарольд Боллан обнаружил скелет стегозавра , полный на 40% , в Кроличьей долине в округе Меса, штат Колорадо, рядом с Музеем путешествий динозавров . [28] Скелет получил прозвище «Боллан Стегозавр» и находится в коллекции Музея путешествий динозавров. [28] В карьере Дженсен-Дженсен в 2014 году было собрано и кратко описано сочленённое туловище, включающее несколько спинных пластин небольшой особи, хотя образец был собран много лет назад и всё ещё находится в стадии подготовки в Университете Бригама Янга . [29] В 2007 году было описано описание экземпляра стегозавра из верхнеюрской формации Лоринья в Португалии , экземпляр был помещен как ср. Stegosaurus ungulatus по описаниям. [30] Этот экземпляр является одним из немногих известных скелетов стегозавра , хотя он содержит только зуб, 13 позвонков, части конечностей, шейную пластину и несколько различных посткраниальных элементов. [30] [27]
Стегозавр Софи — наиболее хорошо сохранившийся экземпляр стегозавра : он на 85% неповреждён и содержит 360 костей. Софи была впервые обнаружена Бобом Саймоном в 2003 году в карьере на ранчо Ред-Каньон недалеко от Шелла, штат Вайоминг , и была раскопана бригадами из швейцарского музея Саурье в 2004 году, а затем подготовлена сотрудниками музея, которые дали ей прозвище Сара в честь дочери землевладельца. . [27] [31] Скелет был раскопан на частной земле и был доступен для покупки. Музей естественной истории в Лондоне работал с частными донорами, в первую очередь с Джереми Херрманном, чтобы найти финансирование, а затем организовал покупку образца, которому было присвоено новое официальное обозначение образца музейной коллекции NHMUK PV R36730 и переименовано в Софи в честь дочери Джереми Херрманна. . [32] Установленный скелет был выставлен на обозрение в декабре 2014 года и был научно описан в 2015 году. [27] Это молодой взрослый человек неопределенного пола, длиной 5,8 м (19 футов) и высотой 2,9 м (9,5 футов). [27] Музей Sauriermuseum обнаружил несколько частичных скелетов стегозаврид во время раскопок в карьере Хоу, штат Вайоминг, в 1990-х годах, хотя подробно описана только Софи. Один скелет, собранный на месте, известном как «Виктория», очень хорошо сохранился, включая многие позвонки, сохранившиеся в полусочлененном состоянии, а также найденный рядом со скелетом аллозавра по прозвищу «Большой Эл II». [31]
Четвероногий стегозавр — один из наиболее легко идентифицируемых родов динозавров благодаря характерному двойному ряду пластин в форме воздушного змея, поднимающихся вертикально вдоль закругленной спины, и двум парам длинных шипов, идущих горизонтально возле конца хвоста. S. stenops достигал 6,5 м (21,3 фута) в длину и 3,5 метрических тонны (3,9 коротких тонны) массы тела, а S. ungulatus достигал 7 м (23,0 фута) в длину и 3,8 метрических тонны (4,2 коротких тонны) массы тела. . [33] Некоторые крупные особи могли достигать 7,5 м (25 футов) в длину и 5,0–5,3 метрических тонны (5,5–5,8 коротких тонн) массы тела. [34] [35]
Большая часть информации, известной о Стегозавре , получена из останков взрослых животных; однако совсем недавно были обнаружены молодые останки стегозавра . Один полувзрослый экземпляр, обнаруженный в 1994 году в Вайоминге, имеет длину 4,6 м (15,1 фута), высоту 2 м (6,6 фута) и, по оценкам, при жизни весил 1,5–2,2 метрических тонны (1,6–2,4 коротких тонны) [36]. . Он выставлен в Геологическом музее Университета Вайоминга. [37]
Длинный и узкий череп был маленьким по сравнению с телом. У него было небольшое переднеглазное отверстие — отверстие между носом и глазом, обычное для большинства архозавров , включая современных птиц, но утраченное у современных крокодилов. Низкое положение черепа позволяет предположить, что стегозавр мог обозревать низкорослую растительность. В пользу такой интерпретации говорит отсутствие передних зубов и их вероятная замена роговым клювом или рамфотекой . Нижняя челюсть имела плоские выступы вниз и вверх, которые, если смотреть сбоку, полностью скрывали бы зубы, и они, вероятно, при жизни поддерживали черепаший клюв. Наличие клюва, вытянутого вдоль большей части челюстей, возможно, исключало наличие щек у этих видов. [38] Такой обширный клюв, вероятно, был уникальным для стегозавра и некоторых других продвинутых стегозаврид среди птицетазовых, у которых клювы обычно ограничивались кончиками челюстей. [39] [40] Другие исследователи интерпретировали эти гребни как модифицированные версии аналогичных структур у других птицетазовых животных, которые могли поддерживать мясистые щеки, а не клювы. [41] Зубы стегозавра были маленькими, треугольными и плоскими; фасеты износа показывают, что они действительно измельчали пищу. [42]
Несмотря на общий размер животного, черепная коробка стегозавра была небольшой, не больше, чем у собаки. Хорошо сохранившаяся черепная коробка стегозавра позволила Отниэлю Чарльзу Маршу в 1880-х годах получить слепок полости мозга или эндокаст животного, который дал представление о размере мозга. Эндокаст показал, что мозг действительно был очень маленьким, самым маленьким из всех известных на тот момент эндокастов динозавров. Тот факт, что животное весом более 4,5 метрических тонн (5 коротких тонн ) могло иметь мозг не более 80 г (2,8 унции), способствовал распространению старой популярной идеи о том, что все динозавры были неразумны, идея, которая сейчас в значительной степени отвергается. [43] Фактическая анатомия мозга стегозавра плохо изучена, но сам мозг был небольшим даже для динозавра. [44]
У Stegosaurus stenops имеется 27 костей в позвоночнике перед крестцом , различное количество позвонков в крестце, четыре у большинства подростков и около 46 хвостовых (хвостовых) позвонков. Пресакральные позвонки разделены на шейные (шея) и спинные (спинные) позвонки, примерно 10 шейных и 17 спинных позвонков, общее число на один больше, чем у Hesperosaurus , на два больше, чем у Huayangosaurus , хотя в Miragaia сохранилось 17 шейных позвонков и неизвестное количество спинных позвонков. . Первый шейный позвонок — это осевая кость , которая соединяется и часто срастается с атлантом . Чем дальше назад, тем пропорционально больше становятся шейки матки, хотя они не сильно изменяются ни в чем, кроме размера. После первых нескольких дорсальных костей центральные части костей становятся более удлиненными спереди назад, а поперечные отростки становятся более приподнятыми дорсальными . Крестец S. stenops включает в себя четыре крестцовых позвонка, но в структуру включен и один из спинных позвонков. У некоторых экземпляров S. stenops имеется также каудальный отдел, как и каудосакральный. У Hesperosaurus есть два дорсакральных позвонка и только четыре сросшихся крестца, но у Kentrosaurus в крестце может быть до семи позвонков, как с дорсакральными, так и с каудосакральными позвонками. У S. stenops сохраняется 46 хвостовых позвонков и до 49, причем вдоль ряда как центры, так и нервные отростки становятся меньше, пока нервные отростки не исчезают у каудальных 35. Примерно в середине хвоста нервные отростки раздваиваются, т. е. они разделены вверху. [27]
Благодаря многочисленным хорошо сохранившимся скелетам S. stenops сохраняет все части тела, включая конечности. Лопатка (лопатка) субпрямоугольная, с прочным лезвием . Акромионный гребень , хотя и не всегда сохраняется идеально, несколько крупнее, чем у кентрозавра . Лезвие относительно прямое, хотя и загибается назад. На тыльной стороне лопатки имеется небольшой выступ, который служил бы основанием трехглавой мышцы. Коракоид сочленяется с лопаткой и имеет субкруглую форму. [27] На каждой задней лапе было по три коротких пальца, а на каждой передней — по пять пальцев; только два внутренних пальца имели тупое копыто. Формула фаланг — 2-2-2-2-1, что означает, что самый внутренний палец передней конечности имеет две кости, следующий — две и т. д. [45] Все четыре конечности поддерживались подушечками позади пальцев. [46] Передние конечности были намного короче, чем коренастые задние, что приводило к необычной позе. Хвост, по-видимому, держался далеко от земли, а голова стегозавра располагалась относительно низко, вероятно, не выше 1 м (3,3 фута) над землей. [26]
Наиболее узнаваемыми особенностями стегозавра являются его кожные пластины, состоящие из 17–22 отдельных пластин и плоских шипов. [14] Это были сильно модифицированные остеодермы (чешуйки с костным ядром), похожие на те, которые сегодня наблюдаются у крокодилов и многих ящериц. Они не были прикреплены непосредственно к скелету животного, а возникали из кожи. Самые большие пластины были обнаружены на бедрах и могли иметь ширину более 60 см (24 дюйма) и высоту 60 см (24 дюйма). [14]
В обзоре видов стегозавров в 2010 году Питер Гальтон предположил, что расположение пластин на спине могло различаться у разных видов и что рисунок пластин, если смотреть в профиль, мог быть важен для распознавания видов. Гальтон отметил, что пластинки S. stenops сочленены не парами, а двумя расположенными в шахматном порядке рядами. Было обнаружено меньше пластинок S. ungulatus , и ни одна из них не сочленилась, что затрудняет определение их расположения у этого вида. Однако у типового экземпляра S. ungulatus сохранились две уплощенные шиповидные пластины из хвоста, которые почти идентичны по форме и размеру, но являются зеркальным отражением друг друга, что позволяет предположить, что, по крайней мере, они были расположены парами. [3] Многие пластинки явно хиральны [20] [21] , и у человека не обнаружено двух пластинок одинакового размера и формы; однако пластины коррелировали между людьми. Хорошо сохранившиеся покровные отпечатки пластин гесперозавра имеют гладкую поверхность с длинными и параллельными неглубокими бороздками. Это указывает на то, что пластины были покрыты ороговевшими оболочками. [47]
Подобно шипам и щиткам анкилозавров , костные пластины и шипы стегозавров произошли от низкокилевых остеодерм, характерных для базальных тиреофоров. [48] Гальтон ( 2019) интерпретировал пластины панцирного динозавра из нижнеюрской ( синемюр - плиенсбахской ) формации нижнего кота Индии как окаменелости представителя Ankylosauria ; автор утверждал, что эта находка указывает на вероятное раннеюрское происхождение как Ankylosauria, так и ее сестринской группы Stegosauria. [49]
Подавляющее большинство обнаруженных к настоящему времени динозавров-стегозавров принадлежат к группе Stegosauridae , которая жила в поздней части юрского периода и раннем меловом периоде и которые были определены Полом Серено как все стегозавры, более тесно связанные со стегозавром , чем с хуаянгозавром . [50] Эта группа широко распространена, ее представители живут в Северном полушарии, Африке и, возможно, Южной Америке . [51] Стегозавр часто обнаруживается в кладе Стегозаврид, называемой Stegosaurinae, обычно включающей таксоны Wuerhosaurus и Hesperosaurus . [52] На приведенной ниже кладограмме показаны результаты филогенетического анализа «предпочтительного дерева» , проведенного Raven et al . (2023), показывающее положение Stegosaurinae внутри Stegosauria и Eurypoda . [53]
В 2017 году Raven и Maidment опубликовали филогенетический анализ, включающий почти все известные виды стегозавров. [54] В последующие годы их набор данных был расширен за счет дополнительных таксонов. В своем описании ископаемого материала стегозавра из китайской группы Хэкоу в 2024 году Ли и др . использовал модифицированную версию набора данных Raven и Maidment для анализа филогенетических отношений Stegosauria: [1]
Многие из первоначально описанных видов с тех пор считаются недействительными или синонимами ранее названных видов [6] , в результате чего осталось два хорошо известных и один малоизвестный вид. Подтвержденные останки стегозавра были обнаружены в стратиграфических зонах 2–6 формации Моррисон, при этом дополнительные останки, возможно, относящиеся к стегозаврам , были обнаружены в стратиграфической зоне 1. [55]
Сюзанна Мейдмент и ее коллеги в 2008 году предложили обширные изменения в таксономии стегозавра . Они выступали за синонимизацию S. stenops и S. ungulatus с S. Armatus и объединение Hesperosaurus и Wuerhosaurus в Stegosaurus , при этом их типовыми видами стали Stegosaurus mjosi и Stegosaurus homheni соответственно. Они считали S. longispinus сомнительным . Таким образом, их концепция стегозавра будет включать три действительных вида ( S. Armatus , S. homheni и S. mjosi ) и будет варьироваться от поздней юры Северной Америки и Европы до раннего мела Азии. [23] Однако другие исследователи не следовали этой схеме классификации, а кладистический анализ 2017 года, проведенный в соавторстве Мейдментом с Томасом Рэйвеном, отвергает синонимию гесперозавра со стегозавром . [3] [57] В 2015 году Maidment et al. пересмотрели свое предложение в связи с признанием Гальтоном S. Armatus nomen dubium и заменой его S. stenops в качестве типового вида. [27]
В 2024 году Ли и его коллеги описали образец GSAU 201201, частичный скелет стегозавра из верхней группы Хэкоу провинции Ганьсу , Китай (обнаруженный примерно в 2000–2004 годах ), который датируется аптско - альбским возрастом раннего мела . Образец состоит из трех сочлененных шейных позвонков с соответствующими ребрами, трех спинных позвонков, тринадцати ребер, правой передней конечности, включая частичную плечевую кость, локтевую кость и лучевую кость, а также одной кожной пластинки. Хотя некоторые особенности ископаемого материала отличаются от Wuerhosaurus и Stegosaurus stenops , Li et al . считал новый экземпляр Stegosaurus sp. В тех же слоях группы Хэкоу также были обнаружены окаменелости анкилозавра Таохэлонг . [1]
Вскоре после открытия Марш считал, что Стегозавр был двуногим из-за его коротких передних конечностей. [69] Однако к 1891 году он передумал, приняв во внимание тяжелое телосложение животного. [12] Хотя сейчас стегозавр , несомненно, считается четвероногим, возникла некоторая дискуссия о том, мог ли он вставать на задние лапы, используя свой хвост, чтобы сформировать треногу с задними конечностями, чтобы искать более высокую листву. [41] Это было предложено Баккером [59] [70] и отвергнуто Карпентером . [26] Исследование Мэллисона (2010) обнаружило поддержку поднятой на дыбы позы у кентрозавра , но не способности хвоста действовать как штатив. [71]
У стегозавра были короткие передние конечности по сравнению с задними конечностями. Кроме того, в задних конечностях нижняя часть (включающая большеберцовую и малоберцовую кость ) была короче по сравнению с бедренной костью . Это говорит о том, что он не мог ходить очень быстро, поскольку шаг задних ног на скорости обгонял бы передние, обеспечивая максимальную скорость 15,3–17,9 км/ч (9,5–11,1 миль в час). [72] [42] Следы, обнаруженные Мэтью Моссбрукером (Музей естественной истории Моррисона, Колорадо), предполагают, что стегозавр жил и путешествовал в разновозрастных стадах. Одна группа следов интерпретируется как изображение четырех или пяти детенышей стегозавра, движущихся в одном направлении, в то время как другая представляет собой след молодого стегозавра, на который наложен след взрослого стегозавра. [73]
Поскольку пластины были бы препятствием во время совокупления, вполне возможно, что самка стегозавра лежала на боку, когда самец вошел в нее сверху и сзади. Другое предположение состоит в том, что самка будет стоять на четвереньках, но приседать передними конечностями и поднимать хвост вверх и в сторону от самца, пока он поддерживает свои передние конечности на ее бедрах. Однако их репродуктивные органы все еще не могли соприкасаться, поскольку нет никаких свидетельств прикрепления мышц к подвижному пенису или бакулюму у самцов динозавров. [74]
Функция пластин стегозавра вызывает много споров. Марш предположил, что они функционировали как своего рода доспехи, [69] хотя Давиташвили (1961) оспаривал это, утверждая, что они были слишком хрупкими и неудобными для защитных целей, оставляя бока животного незащищенными. [75] Тем не менее, другие продолжают поддерживать оборонительную функцию. В 1986 году Баккер предположил, что пластины были покрыты рогами, сравнив поверхность окаменевших пластин с костными ядрами рогов других животных, которые, как известно или предположительно, имели рога. [76] Кристиансен и Чопп (2010), изучив хорошо сохранившийся экземпляр гесперозавра с отпечатками кожи, пришли к выводу, что пластины были покрыты кератиновой оболочкой, которая укрепила пластину в целом и обеспечила ей острые режущие края. [47] Баккер заявил, что Стегозавр мог переворачивать свои остеодермы с одной стороны на другую, чтобы представить хищнику множество шипов и лезвий, которые препятствовали бы ему смыкаться достаточно, чтобы эффективно атаковать Стегозавра . Он утверждает, что у них не было достаточной ширины, чтобы они могли легко стоять прямо и быть полезными для демонстрации без постоянных мышечных усилий. [76] Однако мобильность плит оспаривается другими палеонтологами. [77]
Другая возможная функция пластин заключается в том, что они, возможно, помогали контролировать температуру тела животного, [77] аналогично парусам пеликозавров диметродона и эдафозавра ( а также современных слоновьих и кроличьих ушей). В пластинах были кровеносные сосуды, проходящие через канавки, и воздух, обтекающий пластины, охлаждал кровь. [78] Буффренил и др. (1986) обнаружили «чрезвычайную васкуляризацию наружного слоя кости» [79] [77] , что рассматривалось как свидетельство того, что пластины «действовали как устройства терморегуляции». [79] Аналогичным образом, структурные сравнения пластин стегозавра с остеодермами аллигатора , проведенные в 2010 году , по-видимому, подтверждают вывод о том, что потенциал терморегуляторной роли пластинок стегозавра определенно существует. [80]
Гипотеза терморегуляции была подвергнута серьезному сомнению, поскольку у других стегозавров, таких как кентрозавр , было больше шипов с меньшей площадью поверхности, чем у пластин, а это означает, что охлаждение не было достаточно важным, чтобы требовать специализированных структурных образований, таких как пластины. Однако было также высказано предположение, что пластины могли помочь животному увеличить поглощение солнечного тепла. Поскольку к концу юрского периода произошла тенденция похолодания, крупная экзотермическая рептилия могла использовать увеличенную площадь поверхности, обеспечиваемую плитами, для поглощения солнечной радиации. [81] Кристиансен и Чопп (2010) утверждают, что наличие гладкого изолирующего кератинового покрытия могло бы препятствовать терморегуляции, но такую функцию нельзя полностью исключать, поскольку современный крупный рогатый скот и утки используют рога и клювы для отвода избыточного тепла, несмотря на наличие кератина. покрытие. [47] Гистологические исследования микроструктуры пластинок объясняют васкуляризацию необходимостью транспортировки питательных веществ для быстрого роста пластинок. [79] [82]
Предполагается, что сосудистая система пластинок сыграла роль в отображении угрозы, поскольку Стегозавр мог перекачивать в них кровь, заставляя их « краснеть » и подавать красочное красное предупреждение. [83] Однако пластины стегозавра были покрыты рогом, а не кожей. [47] Большой размер пластин позволяет предположить, что они, возможно, служили для увеличения видимой высоты животного либо для запугивания врагов [8] , либо для того, чтобы произвести впечатление на других представителей того же вида в той или иной форме сексуального проявления . [75] Исследование формы и размеров пластин гесперозавра , проведенное в 2015 году , показало, что они были сексуально диморфными : широкие пластины принадлежали самцам, а более высокие пластины принадлежали самкам. [29] Кристиансен и Чопп (2010) предположили, что функция отображения была бы усилена роговой оболочкой, которая увеличила бы видимую поверхность, и такие роговые структуры часто ярко окрашены. [47] Некоторые предполагают, что пластинки стегозавров использовались, чтобы позволить людям идентифицировать представителей своего вида. [82] Использование преувеличенных структур у динозавров для идентификации вида было поставлено под сомнение, поскольку у современных видов такой функции не существует. [84]
Продолжаются споры о том, использовались ли шипы на хвосте только для демонстрации, как утверждал Гилмор в 1914 году [8] , или в качестве оружия. Роберт Баккер отметил, что хвост, вероятно, был гораздо более гибким, чем у других динозавров, поскольку у него не было окостеневших сухожилий, что подтверждало идею хвоста как оружия. Однако, как заметил Карпентер, пластины перекрывают так много хвостовых позвонков, что движение будет ограничено. [26] Баккер также заметил, что Стегозавр мог легко маневрировать своей задней частью, удерживая большие задние конечности неподвижно и отталкиваясь очень мускулистыми, но короткими передними конечностями, что позволяло ему ловко поворачиваться для отражения атаки. [59]
Совсем недавно исследование шипов на хвосте, проведенное McWhinney et al. , который показал высокий уровень повреждений, связанных с травмами, придает больший вес утверждению о том, что шипы действительно использовались в бою. Это исследование показало, что 9,8% исследованных экземпляров стегозавров имели травмы хвостовых шипов. [85] Дополнительным подтверждением этой идеи стал проколотый хвостовой позвонок аллозавра, в который идеально вписался хвостовой шип. По повреждению видно, что шип вошел под углом снизу и сместил часть отростка вверх , реконструированная кость на нижней стороне отростка свидетельствует о развитии инфекции. [86]
У S. stenops было четыре кожных шипа, каждый длиной около 60–90 см (2,0–3,0 фута). Обнаружения шарнирных доспехов стегозавров показывают, что, по крайней мере, у некоторых видов, эти шипы торчали из хвоста горизонтально, а не вертикально, как это часто изображают. [26] Первоначально Марш описал S. ungulatus как имеющего восемь шипов на хвосте, в отличие от S. stenops . Однако недавние исследования пересмотрели это мнение и пришли к выводу, что у этого вида также их четыре. [6]
Сохранились молодые особи стегозавра , что, вероятно, свидетельствует о росте рода. Обе молодые особи относительно небольшие: меньшая особь имеет длину 1,5 м (4,9 фута), а более крупная - 2,6 м (8,5 фута). Экземпляры можно отнести к незрелым, поскольку у них отсутствует сращение лопатки и клювовидного отростка , а также нижних задних конечностей. Кроме того, тазовая область экземпляров похожа на молодь кентрозавра . [87] Одно исследование образцов стегозавра различных размеров, проведенное в 2009 году, показало, что пластины и шипы имели более медленный гистологический рост, чем скелет, по крайней мере, до тех пор, пока динозавр не достиг своего зрелого размера. [88]
Исследование 2013 года, основанное на быстром отложении фиброламеллярной кости с высокой васкуляризацией, пришло к выводу, что у кентрозавра скорость роста была выше, чем у стегозавра , что противоречит общему правилу, согласно которому более крупные динозавры росли быстрее, чем более мелкие. [89]
Исследование различных родов динозавров, включая стегозавра , проведенное Виманом и его коллегами в 2022 году , предполагает, что у него был экзотермический (хладнокровный) или гигантотермный метаболизм, наравне с метаболизмом современных рептилий. Это было обнаружено с помощью спектроскопии сигналов липоксидации, которые являются побочными продуктами окислительного фосфорилирования и коррелируют со скоростью метаболизма. Они предположили, что такой метаболизм мог быть обычным для птицетазовых динозавров в целом, причем группа эволюционировала в сторону эктотермии от предка с эндотермическим ( теплокровным) метаболизмом. [90]
Стегозавр и родственные ему роды были травоядными. Однако их зубы и челюсти сильно отличаются от зубов и челюстей других травоядных птицетазовых динозавров, что предполагает иную стратегию питания, которая еще не до конца изучена. У других птицетазовых были зубы, способные перемалывать растительный материал, и структура челюстей, способная двигаться в плоскостях, отличных от просто ортальных (т.е. не только слитных движений вверх-вниз, которыми, вероятно, были ограничены челюсти стегозавров). В отличие от крепких челюстей и скрежетающих зубов, обычных для его собратьев-орнитисхов, у стегозавра (и всех стегозавров) были маленькие зубы в форме колышка, у которых наблюдались горизонтальные фасетки стирания, связанные с контактом зубов с пищей [91] , и их необычные челюсти, вероятно, были способны только ортальных (вверх-вниз) движений. [41] Их зубы «не были плотно прижаты друг к другу в блоке для эффективного измельчения», [92] и в летописи окаменелостей стегозавров нет свидетельств, указывающих на использование гастролитов — камней, которые некоторые динозавры (и некоторые современные птицы) виды) попадают в организм — чтобы облегчить процесс измельчения, поэтому то, как именно стегозавр получил и переработал количество растительного материала, необходимое для поддержания его размера, остается «плохо изученным». [92]
Стегозавры были широко распространены географически в поздней юре. [41] Палеонтологи полагают, что он питался такими растениями, как мхи, папоротники, хвощи, саговники и хвойные деревья. [93] Одна из предполагаемых стратегий пищевого поведения предполагает, что они являются браузерами низкого уровня, поедающими низкорослую листву различных нецветковых растений. В этом сценарии Стегозавр добывает пищу на высоте не более 1 м над землей. [94] И наоборот, если бы стегозавр мог подняться на две ноги, как предположил Беккер, то он мог бы питаться растительностью довольно высоко, причем взрослые особи могли добывать корм на высоте до 6 м (20 футов) над землей. [42]
Подробный компьютерный анализ биомеханики пищевого поведения стегозавра был проведен в 2010 году с использованием двух разных трехмерных моделей зубов стегозавра с реалистичной физикой и свойствами. Сила укуса также рассчитывалась с использованием этих моделей и известных пропорций черепа животного, а также смоделированных ветвей деревьев разного размера и твердости. Результирующая сила укуса, рассчитанная для стегозавра , составила 140,1 ньютона (Н), 183,7 Н и 275 Н (для передних, средних и задних зубов соответственно), что означает, что его сила укуса была менее половины силы укуса лабрадора- ретривера . Стегозавр мог бы легко перекусить более мелкие зеленые ветки, но ему было бы трудно перекусить что-нибудь диаметром более 12 мм. Таким образом, стегозавр , вероятно, в основном пасся среди более мелких веток и листвы и не смог бы справиться с более крупными частями растений, если бы животное не было способно кусать гораздо эффективнее, чем предполагалось в этом исследовании. [95] Однако исследование 2016 года показывает, что сила укуса стегозавра была сильнее, чем считалось ранее. Были проведены сравнения между ним (представленным экземпляром, известным как « Софи » из Музея естественной истории Соединенного Королевства) и двумя другими травоядными динозаврами; Эрликозавр и Платеозавр , чтобы определить, имели ли все три одинаковые силы укуса и схожие ниши. По результатам исследования выявлено, что полувзрослый экземпляр стегозавра имел укус, аналогичный по силе укусу современных травоядных млекопитающих, в частности крупного рогатого скота и овец. Основываясь на этих данных, вполне вероятно, что стегозавр также питался более древесными и жесткими растениями, такими как саговники, возможно, даже действуя как средство распространения семян саговников. [96]
Когда-то у стегозавров описывались как имеющие «второй мозг» в бедрах. Вскоре после описания стегозавра Марш заметил большой канал в тазобедренной области спинного мозга, в котором могла разместиться структура, в 20 раз превышающая знаменитый маленький мозг. Это привело к влиятельной идее о том, что у динозавров, таких как Стегозавр , был «второй мозг» в хвосте, который, возможно, отвечал за контроль рефлексов в задней части тела. Предполагалось, что этот «мозг» дал стегозавру временную поддержку, когда он находился под угрозой со стороны хищников. [42]
Однако это пространство, скорее всего, служило другим целям. Крестцово-поясничное расширение не уникально ни для стегозавров, ни даже для птицетазовых. Он также присутствует у птиц. В их случае оно содержит так называемое гликогеновое тело , структуру, функция которой точно неизвестна, но предполагается, что она облегчает поставку гликогена в нервную систему животного . [97] Он также может функционировать как орган баланса или резервуар соединений для поддержки нервной системы. [98]
Формация Моррисон интерпретируется как полузасушливая среда с четко выраженными влажными и засушливыми сезонами и плоскими поймами. Растительность варьировалась от хвойных лесов вдоль рек, древовидных папоротников и папоротников (галерейных лесов) до папоротниковых саванн с редкими деревьями, такими как хвойное дерево Brachyphyllum , подобное араукарии . Флора этого периода представлена окаменелостями зеленых водорослей, грибов, мхов, хвощей, папоротников, саговников, гинко и некоторых семейств хвойных. Обнаруженные окаменелости животных включают двустворчатых моллюсков, улиток, лучепёрых рыб, лягушек, саламандр, черепах, таких как Glyptops , сфенодонтов, ящериц, наземных и водных крокодиломорфов, таких как Hoplosurus , нескольких видов птерозавров , таких как Harpactognathus и Mesadactylus , многочисленных видов динозавров и ранних млекопитающих, таких как как докодонты (например, Docodon ), мультитуберкулезные , симметродонты и триконодонты . [99]
Среди динозавров, которые жили рядом со Стегозавром , были тероподы Аллозавр , Заурофаганакс , Торвозавр , Цератозавр , Маршозавр , Стокезозавр , Орнитолестес , Целурус и Таниколагреус . Зауроподы доминировали в регионе и включали бронтозавра , брахиозавра , апатозавра , диплодока , камаразавра и барозавра . Среди других птицетазовых животных были камптозавр , горгульеозавр , дриозавр , Othnielosaurus и дрикер . [100] Стегозавр обычно встречается в тех же местах, что и аллозавр , апатозавр , камаразавр и диплодок . Стегозавр, возможно, предпочитал более засушливые условия, чем другие динозавры. [101]
Один из самых узнаваемых динозавров, [42] Стегозавр был изображен в фильмах, мультфильмах и комиксах, а также в качестве детских игрушек. Из-за фрагментарного характера большинства ранних находок окаменелостей стегозавра потребовалось много лет, прежде чем удалось создать достаточно точные реставрации этого динозавра. Самым ранним популярным изображением Стегозавра была гравюра, сделанная французским научным иллюстратором Огюстом-Мишелем Жобеном [102] [103] , которая появилась в ноябрьском номере журнала Scientific American за 1884 год и в других изданиях и на которой был изображен динозавр среди спекулятивного юрского периода Моррисона. пейзаж. Джобин восстановил стегозавра как двуногого и с длинной шеей, с пластинами, расположенными вдоль хвоста и спины, покрытыми шипами. Это покрытие шипов могло быть основано на неправильной интерпретации зубов, которые, как заметил Марш, имели странную форму, цилиндрическую форму и были найдены разбросанными, так что он думал, что они могут оказаться маленькими кожными шипами. [104]
Марш опубликовал свою более точную реконструкцию скелета Стегозавра в 1891 году, и в течение десятилетия Стегозавр стал одним из наиболее иллюстрированных типов динозавров. [104] Художник Чарльз Р. Найт опубликовал свою первую иллюстрацию Stegosaurus ungulatus , основанную на реконструкции скелета Марша, в ноябрьском номере журнала The Century Magazine за 1897 год . Эта иллюстрация позже легла в основу покадровой куклы, использованной в фильме 1933 года «Кинг-Конг» . Как и реконструкция Марша, первая реставрация Найта имела один ряд больших пластин, хотя затем он использовал двойной ряд для своей более известной картины 1901 года, созданной под руководством Фредерика Лукаса. Снова под руководством Лукаса Найт два года спустя снова пересмотрел свою версию Стегозавра , создав модель с расположенным в шахматном порядке двойным рядом пластин. В 1927 году Найт продолжил рисовать стегозавра с расположенным в шахматном порядке двойным рядом пластин для Полевого музея естественной истории , а за ним последовал Рудольф Ф. Заллингер , который изобразил стегозавра таким образом на своей фреске «Эра рептилий» в Музее Пибоди. в 1947 году. [105]
Стегозавр дебютировал на публике как модель из папье-маше, заказанная Национальным музеем естественной истории США для выставки покупок в Луизиане в 1904 году . Модель была основана на последней миниатюре Найта с двойным рядом расположенных в шахматном порядке пластин [13] и выставлялась в здании правительства США на выставке в Сент-Луисе , а затем была перенесена в Портленд, штат Орегон, на выставку, посвященную столетию Льюиса и Кларка в 1905. Модель была перенесена в Смитсоновский национальный музей естественной истории (ныне Здание искусств и промышленности ) в Вашингтоне, округ Колумбия , вместе с другими экспонатами доисторической эпохи, а в 1911 году — в нынешнее здание Национального музея естественной истории. После ремонта музея в 2010-х годах модель снова была перенесена для показа в Музее Земли в Итаке, Нью-Йорк . [106]
Пропорции и анатомия эндокастов стегозавра мало отличаются от таковых у предков архозавров, с удлиненной формой, большими обонятельными долями и чрезвычайно узкими полушариями головного мозга. Отсутствие деталей на поверхности позволяет предположить, что мозг не заполнил черепную коробку. Оценки EQ ниже 0,6 (Hoppson, 1977), что хорошо согласуется с предсказаниями о медленном травоядном образе жизни.