Гастролит , также называемый желудочным камнем или желудочным камнем , представляет собой камень, удерживаемый внутри желудочно-кишечного тракта . У некоторых видов гастролиты удерживаются в мышечном желудке и используются для измельчения пищи у животных, не имеющих подходящих зубов для измельчения . У других видов камни проглатываются и проходят через пищеварительную систему и часто заменяются. Размер зерна зависит от размера животного и роли гастролита в пищеварении. Другие виды используют гастролиты в качестве балласта . [1] Были зарегистрированы частицы размером от песка до булыжника .
Термин «гастролит» происходит от греческого γαστήρ ( gastēr ), что означает «желудок», и λίθος ( lithos ), что означает «камень».
Среди ныне живущих позвоночных гастролиты распространены среди крокодилов , аллигаторов , травоядных птиц , тюленей и морских львов . Домашним птицам необходим доступ к песку . Камни, проглоченные страусами, могут превышать длину 10 сантиметров (3,9 дюйма) [ требуется ссылка ] . Очевидные микрогастролиты также были обнаружены у головастиков лягушек. [2] Было замечено , что употребление ила и гравия головастиками различных видов бесхвостых амфибий (лягушек) улучшает контроль плавучести. [1]
Некоторые вымершие животные, такие как динозавры -зауроподы , по-видимому, использовали камни для измельчения жесткой растительной массы. Редким примером этого является раннемеловой теропод Caudipteryx zoui из северо-восточного Китая, который был обнаружен с серией небольших камней, интерпретированных как гастролиты, в области его скелета, которая соответствовала бы его брюшной области. Водные животные, такие как плезиозавры , могли использовать их в качестве балласта, чтобы помочь себе уравновесить себя или уменьшить свою плавучесть, как это делают крокодилы . [3] Исследования показывают, что наличие гастролитов у эласмозавровых плезиозавров отличается от такового у короткошеих плезиозавров. В то время как некоторые ископаемые гастролиты округлые и отполированные, многие камни у современных птиц вообще не отполированы. Гастролиты, связанные с окаменелостями динозавров, могут весить несколько килограммов.
Некоторые раки хранят гастролиты в своих желудках. Раки, живущие в пресной воде, хранят эти гастролиты, поскольку в пресной воде ограничено наличие кальция. Эти гастролиты служат источником кальция для линьки. [4] [5] [6]
В 1906 году Джордж Ребер Вайланд сообщил о наличии изношенных и отполированных кварцевых камешков, связанных с останками плезиозавров и динозавров -завропод , и интерпретировал эти камни как гастролиты. [7] В 1907 году Барнум Браун нашел гравий в тесной связи с ископаемыми останками утконосого гадрозавра Claosaurus и интерпретировал его как гастролиты. Браун был одним из первых палеонтологов, признавших, что динозавры использовали гастролиты в своей пищеварительной системе для измельчения пищи. [8] Другие палеонтологи на протяжении многих лет не были убеждены. В 1932 году Фридрих фон Хюне нашел камни в позднетриасовых отложениях вместе с ископаемыми останками прозавропода Sellosaurus и интерпретировал их как гастролиты. [9] В 1934 году в карьере Хау, ископаемом месте на северо-западе Вайоминга, также были обнаружены кости динозавров с соответствующими гастролитами. В 1942 году Уильям Ли Стокс обнаружил наличие гастролитов в останках динозавров-завропод, извлеченных из позднеюрских отложений .
Геологам обычно требуется несколько доказательств, прежде чем они признают, что камень использовался динозавром для облегчения пищеварения . Во-первых, он должен быть закруглен со всех сторон (а некоторые отполированы), потому что внутри желудка динозавра любой настоящий гастролит подвергся бы воздействию других камней и волокнистых материалов в процессе, похожем на действие камнедробилки . Во-вторых, камень должен отличаться от камня, найденного в его геологической окрестности, то есть от его геологического контекста. Многие гастролиты были найдены в мелкозернистых озерных, грязевых и болотных отложениях. Эти окрестности представляют собой отложения спокойной воды и не могут содержать гальку и булыжники (в отличие от реки или пляжа). Оливер Уингс также утверждает, что камень должен быть найден вместе с окаменелостями динозавра , который его проглотил. [ необходима цитата ] Именно этот последний критерий вызывает трудности при идентификации, поскольку гладкие камни, найденные без контекста, могут (возможно, ошибочно в некоторых случаях) быть отклонены как отполированные водой или ветром. Кристофер Х. Уиттл (1988,9) был пионером в области анализа износа гастролитов с помощью сканирующего электронного микроскопа . Уингс (2003) обнаружил, что гастролиты страуса отложились бы вне скелета, если бы туша была помещена в водную среду всего на несколько дней после смерти. Он приходит к выводу, что это, вероятно, справедливо для всех птиц (за возможным исключением моа ) из-за их заполненных воздухом костей, которые заставят тушку, помещенную в воду, плавать в течение времени, необходимого для ее достаточного гниения, чтобы гастролиты могли выбраться.
Гастролиты можно отличить от округлых камней, округлых на ручье или пляже, по нескольким критериям: гастролиты сильно отполированы на верхних поверхностях, с небольшой или нулевой полировкой в углублениях или трещинах, часто сильно напоминающих поверхность изношенных зубов животных. Камни, изношенные ручьем или пляжем, особенно в среде с высокой ударной нагрузкой, показывают меньшую полировку на верхних поверхностях, часто с множеством небольших ямок или трещин на этих верхних поверхностях. Наконец, сильно отполированные гастролиты часто показывают длинные микроскопические бороздки, [ необходимо определение ], предположительно вызванные контактом с желудочной кислотой. Поскольку большинство гастролитов были разбросаны, когда животное умерло, и многие попали в ручей или на пляж, некоторые гастролиты показывают смесь этих признаков износа. Другие, несомненно, были проглочены другими динозаврами, и сильно отполированные гастролиты могли быть проглочены неоднократно.
Ни один из гастролитов, исследованных в исследовании гастролитов Cedarosaurus в 2001 году , не имел «мыльной» текстуры, которая обычно используется для различения гастролитов от других типов обломков. [10] Исследователи отвергли использование мыльной текстуры для идентификации гастролитов как «ненадежное». [10] Гастролиты, как правило, были универсально тусклыми, хотя представленные цвета были разнообразными, включая черный, темно-коричневый, пурпурно-красный и серо-голубой. [10] Значения отражательной способности более 50% являются весьма диагностическими для идентификации гастролитов. [10] Обломки с пляжей и ручьев, как правило, имели значения отражательной способности менее 35%. [11] Менее десяти процентов обломков пляжей имеют значения отражательной способности, лежащие в пределах от 50 до 80%. [12]
На фотографии № 311488 Американского музея естественной истории представлен сочлененный скелет Psittacosaurus mongoliensis из формации Ондай Сайр , нижний меловой период Монголии , на котором внутри грудной клетки , примерно посередине между плечом и тазом, находится коллекция из примерно 40 гастролитов .
Гастролиты иногда называют камнями Моррисона , потому что они часто встречаются в формации Моррисона (названной в честь города Моррисон , к западу от Денвера , штат Колорадо ), поздней юрской формации возрастом примерно 150 миллионов лет. Некоторые гастролиты сделаны из окаменелого дерева . Большинство известных случаев сохранившихся гастролитов завропод происходят от животных юрского периода . [13]
Раннемеловая формация Cedar Mountain в Центральной Юте полирована хорошо отполированными красными и черными кремнями и другими округлыми кварцевыми обломками, которые могут частично представлять собой гастролиты. Кремни сами по себе могут содержать окаменелости древних животных, таких как кораллы. Эти камни, по-видимому, не связаны с речными отложениями и редко бывают больше кулака, что согласуется с идеей, что они являются гастролитами.
Большинство известных случаев сохранившихся гастролитов завропод относятся к юрским животным. [13] Самые крупные из известных гастролитов, найденных вместе со скелетами завропод, имеют длину около десяти сантиметров. [14]
В 2001 году Фрэнк Сандерс, Ким Мэнли и Кеннет Карпентер опубликовали исследование 115 гастролитов, обнаруженных вместе с образцом цедарозавра . [15] Камни были идентифицированы как гастролиты на основе их плотного пространственного распределения, частичной поддержки матрицы и ориентации на ребро, что указывает на то, что они были отложены, когда туша все еще имела мягкие ткани. [15] Их высокие значения поверхностного отражения согласуются с другими известными гастролитами динозавров. [15] Почти все гастролиты цедарозавра были обнаружены в объеме 0,06 м3 [ необходимо уточнение ] пространства в области кишечника скелета. [16]
Общая масса самих гастролитов составляла 7 килограммов (15 фунтов). [17] Большинство из них были менее 10 миллилитров (0,35 унции имп. жидк.; 0,34 унции амер. жидк.). [18] Наименее массивный обломок весил 0,1 грамма (0,0035 унции), а наибольший — 715 граммов (25,2 унции), причем большинство из них были ближе к меньшему концу этого диапазона. [18] Обломки, как правило, имели форму, близкую к сферической, хотя самые крупные образцы были также и самыми неправильными. [18] Самые крупные гастролиты внесли наибольший вклад в общую площадь поверхности набора. [19] Некоторые гастролиты были настолько большими и неправильной формы, что их, возможно, было трудно проглотить. [19] Гастролиты в основном состояли из кремня , а также из некоторых обломков песчаника , алеврита и кварцита . [10]
Поскольку некоторые из самых нерегулярных гастролитов также являются и самыми крупными, маловероятно, что они были проглочены случайно. [19] Cedarosaurus мог счесть нерегулярные обломки привлекательными потенциальными гастролитами или не был разборчив в отношении формы. [19] Обломки, как правило, были тусклой окраски, что говорит о том, что цвет не был основным фактором при принятии решений завроподом. [15] Высокое отношение площади поверхности к объему самых крупных обломков говорит о том, что гастролиты могли разлагать проглоченный растительный материал путем измельчения или дробления. [12] Обломки песчаника, как правило, были хрупкими, и некоторые из них ломались в процессе сбора. [10] Гастролиты песчаника могли стать хрупкими после отложения из-за потери цемента, вызванной внешней химической средой. [20] Если обломки были такими хрупкими, пока животное было живо, они, вероятно, перекатывались и падали в пищеварительном тракте. [12] Если бы они были более прочными, они могли бы служить частью системы шаровой мельницы. [12]
Палеонтологи и геологи изучают новые методы идентификации гастролитов, которые были найдены отделенными от останков животных, из-за важной информации, которую они могут предоставить, если они действительно являются следовыми окаменелостями. Если достоверность таких гастролитов может быть проверена, может быть возможно проследить гастролитические породы обратно до их первоначального источника, где динозавр впервые проглотил камень. Это может дать важную информацию о том, как мигрировали динозавры. Поскольку количество предполагаемых гастролитов значительно, они могут предоставить важную новую информацию и понимание жизни и поведения динозавров.