Мозазавры (от лат. Mosa — « Маас » и греч. σαύρος sauros — «ящерица») — вымершая группа крупных водных рептилий семейства Mosasauridae , живших в позднем меловом периоде. Их первые ископаемые останки были обнаружены в известняковом карьере в Маастрихте на Маасе в 1764 году. Они относятся к отряду Squamata , в который входят ящерицы и змеи .
В течение последних 20 миллионов лет мелового периода ( туронский – маастрихтский века), с вымиранием ихтиозавров и плиозавров , мозазавриды стали доминирующими морскими хищниками. Они сами вымерли в результате события K-Pg в конце мелового периода, около 66 миллионов лет назад.
Мозазавры дышали воздухом, были сильными пловцами и были хорошо приспособлены к жизни в теплых, мелких внутренних морях, преобладавших в позднемеловой период . Мозазавры были настолько хорошо приспособлены к этой среде, что они, скорее всего, рожали живых детенышей , а не возвращались на берег, чтобы отложить яйца, как это делают морские черепахи . [2]
Самым маленьким известным мозазавром был Dallasaurus turneri , длина которого составляла менее 1 м (3,3 фута). Более крупные мозазавры были более типичны, многие виды вырастали длиннее 4 м (13 футов). Mosasaurus hoffmannii , самый крупный известный вид, достигал 17 м (56 футов), [3] но Клири и др. (2018) посчитали его, вероятно, переоцененным . [4] В настоящее время самый большой публично выставленный скелет мозазавра в мире экспонируется в Канадском центре открытия ископаемых в Мордене , Манитоба . Длина экземпляра, получившего прозвище «Брюс», составляет чуть более 15 м (49 футов) [5] , но это может быть завышенной оценкой, поскольку скелет был собран для демонстрации до переоценки вида в 2010 году, которая обнаружила, что первоначальное количество позвонков было преувеличено, что подразумевает, что фактический размер животного, вероятно, был меньше. [6] [7]
Мозазавры имели форму тела, похожую на форму современных варанов (варанидов), но были более вытянутыми и обтекаемыми для плавания. Кости их конечностей были уменьшены в длине, а их лопасти были образованы перепонками между длинными костями пальцев рук и ног. Их хвосты были широкими и обеспечивали их локомоторную силу.
До недавнего времени предполагалось, что мозазавры плавали способом, похожим на тот, который сегодня используют морские угри и морские змеи , совершая волнообразные движения всем телом из стороны в сторону. Однако новые данные свидетельствуют о том, что у многих продвинутых мозазавров на концах хвостов были большие серповидные плавники, похожие на те, что есть у акул и некоторых ихтиозавров . Вместо того чтобы использовать змееподобные волнообразные движения, их тела, вероятно, оставались жесткими, чтобы уменьшить сопротивление в воде, в то время как их хвосты обеспечивали сильное движение. [8] Эти животные, возможно, скрывались и быстро и мощно набрасывались на проплывающую добычу, а не преследовали ее. [9] По крайней мере, некоторые виды также были способны к полету в воде, хлопая ластами, как морские львы . [10] [11]
Ранние реконструкции показывали мозазавров с дорсальными гребнями, проходящими по всей длине их тел, которые были основаны на неверно идентифицированных остатках трахейного хряща. К тому времени, когда эта ошибка была обнаружена, изображение мозазавров с такими гребнями в произведениях искусства уже стало тенденцией. [12] [13]
У мозазавров были двухшарнирные челюсти и гибкие черепа (очень похожие на черепа змей ), что позволяло им заглатывать добычу почти целиком. Скелет Tylosaurus proriger из Южной Дакоты включал останки ныряющей морской птицы Hesperornis , морской костистой рыбы , возможно, акулы , и еще одного, меньшего мозазавра ( Clidastes ). Также были найдены кости мозазавра с вкрапленными в них акульими зубами.
Одним из пищевых объектов мозазавров были аммониты , моллюски с раковинами, похожими на раковины Nautilus , которые были в изобилии в меловых морях. В ископаемых раковинах некоторых аммонитов, в основном Pachydiscus и Placenticeras , были обнаружены отверстия . Когда-то их интерпретировали как результат прикрепления блюдец к аммонитам, но треугольная форма отверстий, их размер и их присутствие по обе стороны раковин, соответствующие верхней и нижней челюстям, свидетельствуют об укусе мозазавров среднего размера. Было ли такое поведение общим для всех классов размеров мозазавров, неясно.
Практически все формы были активными хищниками рыб и аммонитов; некоторые, такие как Globidens , имели тупые, сферические зубы, специализированные для дробления раковин моллюсков. Более мелкие роды, такие как Platecarpus и Dallasaurus , которые были около 1–6 м (3,3–19,7 футов) в длину, вероятно, питались рыбой и другой мелкой добычей. Более мелкие мозазавры, возможно, проводили некоторое время в пресной воде, охотясь за пищей. Самый большой мозазавр Mosasaurus hoffmannii был высшим хищником позднемеловых океанов, достигая более 11 метров (36 футов) в длину и веся до 10 метрических тонн (11 коротких тонн) в массе тела. [14]
Несмотря на многочисленные останки мозазавров, собранные по всему миру, знания о природе их кожных покровов остаются на ранних стадиях. Немногие образцы мозазаврид, собранные по всему миру, сохраняют окаменелые отпечатки чешуи. Этот недостаток может быть связан с деликатной природой чешуи, что почти исключает возможность сохранения, в дополнение к типам осадочных пород и морским условиям, в которых происходило сохранение. До открытия нескольких образцов мозазавров с удивительно хорошо сохранившимися отпечатками чешуи из позднемаастрихтских отложений формации мелового мергеля Муваккар в Харране [15] в Иордании , знания о природе покровов мозазавров в основном основывались на очень немногих отчетах, описывающих ранние окаменелости мозазавров, датируемые верхним сантоном – нижним кампаном , такими как знаменитый образец тилозавра (KUVP-1075) из округа Гоув, Канзас. [16]
Материалы из Иордании показали, что тела мозазавров, а также перепонки между пальцами рук и ног были покрыты небольшими, перекрывающимися, ромбовидными чешуйками, напоминающими чешую змей. Подобно чешуе современных рептилий, чешуя мозазавров различалась по всему телу по типу и размеру. У образцов из Харраны на одном образце наблюдалось два типа чешуи: килевидные чешуйки, покрывающие верхние области тела, и гладкие чешуйки, покрывающие нижние. [15] Будучи хищниками, нападающими из засады, подстерегающими и быстро захватывающими добычу, используя тактику скрытности, [17] они могли извлечь выгоду из неотражающих, килевидных чешуек. [15] Кроме того, у мозазавров были большие грудные пояса, и такие роды, как Plotosaurus, могли использовать свои передние ласты в движении брасса, чтобы получить дополнительные всплески скорости во время атаки на добычу. [18]
Совсем недавно была найдена окаменелость Platecarpus tympaniticus , сохранившая не только отпечатки кожи, но и внутренние органы. Несколько красноватых областей в окаменелости могут представлять сердце, легкие и почки. Трахея также сохранилась, вместе с частью того, что может быть сетчаткой глаза . Расположение почек дальше вперед в брюшной полости, чем у варанов, и больше похоже на таковое у китообразных . Как и у китообразных, бронхи, ведущие к легким, идут параллельно друг другу, а не разделяются друг от друга, как у варанов и других наземных рептилий. У мозазавров эти особенности могут быть внутренними адаптациями к полностью морскому образу жизни. [8]
В 2011 году коллагеновый белок был извлечен из плечевой кости Prognathodon, датируемой меловым периодом . [19]
В 2005 году исследование случая , проведенное AS Schulp, EWA Mulder и K. Schwenk, обрисовало в общих чертах тот факт, что мозазавры имели парные фенестры в своих нёбах. У варанов и змей парные фенестры связаны с раздвоенным языком , который выдвигается и втягивается, чтобы обнаружить химические следы и обеспечить направленное обоняние . Поэтому они предположили, что мозазавры, вероятно, также имели чувствительный раздвоенный язык. [20]
Исследование, опубликованное в 2016 году Т. Лин Харрелл, Альберто Перес-Уэрта и Селиной Суарес, показало, что мозазавры были эндотермическими . Исследование противоречило результатам, опубликованным в 2010 году, указывающим на то, что мозазавры были эктотермическими . Исследование 2010 года не использовало для сравнения теплокровных животных, а использовало аналогичные группы обычных морских животных. Основываясь на сравнении с современными теплокровными животными и окаменелостями известных холоднокровных животных того же периода времени, исследование 2016 года показало, что мозазавры, вероятно, имели температуру тела, схожую с температурой современных морских птиц, и могли внутренне регулировать свою температуру, чтобы оставаться теплее окружающей воды. [21]
Окраска мозазавров была неизвестна до 2014 года, когда находки Йохана Линдгрена из Лундского университета и его коллег выявили пигмент меланин в окаменелых чешуйках мозазавра. Мозазавры, вероятно, были с темной спиной и светлым брюшком, как у большой белой акулы или кожистой морской черепахи , у последней из которых были окаменелые предки, для которых также был определен цвет. Находки были описаны в Nature . [22]
Мозазавры обладали текодонтным дентитоном , что означает, что корни были глубоко зацементированы в челюстную кость. Мозазавры не использовали постоянные зубы, а вместо этого постоянно их сбрасывали. Сменные зубы развивались внутри ямки внутри корней исходного зуба, называемой ямкой резорбции. Это происходит посредством уникального восьмиэтапного процесса. Первая стадия характеризовалась минерализацией небольшой коронки зуба, развившейся в другом месте, которая опускалась в ямку резорбции на второй стадии. На третьей стадии развивающаяся коронка прочно зацементировалась внутри ямки резорбции и увеличивалась в размерах; на четвертой стадии она была того же размера, что и коронка исходного зуба. Пятая и шестая стадии характеризовались развитием корня сменного зуба: на пятой стадии корень развивался вертикально, а на шестой стадии корень расширялся во всех направлениях до такой степени, что сменный зуб обнажался и активно давил на исходный зуб. На седьмой стадии исходный зуб выпадал, и теперь независимый сменный зуб начинал закрепляться в пустоте. На восьмой и последней стадии замещающий зуб вырастает и прочно закрепляется. [23]
Рост мозазавров не очень хорошо изучен, так как образцы молодых особей редки, и многие из них были ошибочно приняты за гесперорнисовых птиц, когда были обнаружены 100 лет назад. Однако обнаружение нескольких образцов молодых и новорожденных мозазавров, обнаруженных более века назад, указывает на то, что мозазавры рождали живых детенышей и что они проводили свои первые годы жизни в открытом океане, а не в защищенных питомниках или таких местах, как мелководье, как считалось ранее. Оказывали ли мозазавры родительскую заботу, как другие морские рептилии, такие как плезиозавры, в настоящее время неизвестно. Открытие молодых мозазавров было опубликовано в журнале Palaeontology . [24]
Исследование 2020 года, опубликованное в Nature, описывает большое окаменелое вылупившееся яйцо из Антарктиды из самого конца мелового периода , около 68 миллионов лет назад. Яйцо считается одним из крупнейших когда-либо известных яиц амниот , соперничая с яйцом слоновой птицы , и из-за своей мягкой, тонкой, складчатой текстуры оно, вероятно, принадлежало морскому животному. Хотя организм, который его произвел, остается неизвестным, пористая структура яйца очень похожа на структуру современных лепидозавров, таких как ящерицы и змеи, а наличие поблизости окаменелостей мозазавра указывает на то, что это могло быть яйцо мозазавра. Неизвестно, было ли яйцо отложено на суше или в воде. Яйцо было отнесено к недавно описанному оовиду Antarcticoolithus bradyi . [25] [26] [27] Однако было высказано предположение, что это яйцо принадлежало динозавру. [28]
Палеонтологи сравнили таксономическое разнообразие и закономерности морфологического неравенства мозазавров с уровнем моря, температурой поверхности моря и кривыми стабильного изотопного состава углерода для верхнего мела, чтобы изучить факторы, которые могли повлиять на их эволюцию. Ни один фактор не объясняет однозначно все радиации, диверсификации и вымирания; однако более широкие закономерности таксономической диверсификации и морфологического неравенства указывают на дифференциацию ниш в сценарии «вылова рыбы вверх» под влиянием селективного давления «снизу вверх». Наиболее вероятной движущей силой эволюции мозазавров была высокая продуктивность в позднем мелу, обусловленная тектонически контролируемым уровнем моря и климатически контролируемой стратификацией океана и поставкой питательных веществ. Когда продуктивность упала в конце мела, совпав с ударом болида, мозазавры вымерли. [29]
Уровень моря был высоким в меловой период, что привело к морским трансгрессиям во многих частях мира и большому внутреннему морскому пути на территории современной Северной Америки. Окаменелости мозазавров были найдены в Нидерландах , Бельгии , Дании , Португалии , Швеции , Южной Африке , Испании , Франции , Германии , Польше , Чехии , Италии [30] Болгарии , Великобритании , [31] [32] России , Украине , Казахстане , Азербайджане , [33] Японии , [34] Египте , Израиле , Иордании , Сирии , [35] Турции , [36] Нигере , [37] [38] Анголе , Марокко , Австралии , Новой Зеландии и на острове Вега у побережья Антарктиды . Таксон зубов Globidens timorensis известен с острова Тимор ; однако филогенетическое размещение этого вида неизвестно, и он может даже не быть мозазавром. [39]
Мозазавры были найдены в Канаде в Манитобе и Саскачеване [40] и в большей части смежных Соединенных Штатов. Полные или частичные образцы были найдены в Алабаме , Миссисипи , Нью-Джерси , Теннесси и Джорджии , а также в штатах, охваченных меловым морским путем: Техас , юго-западный Арканзас , Нью-Мексико , Канзас , [41] Колорадо , Небраска , Южная Дакота , Монтана , Вайоминг и формации Пьер-Шейл / Фокс-Хиллз в Северной Дакоте . [42] Наконец, кости и зубы мозазавров также известны из Калифорнии , Мексики , Колумбии , [43] Бразилии , [35] Перу и Чили . [44]
Многие из так называемых останков «динозавров», найденных в Новой Зеландии, на самом деле являются мозазаврами и плезиозаврами [ необходима ссылка ] — мезозойскими хищными морскими рептилиями.
Самый большой мозазавр, в настоящее время выставленный на всеобщее обозрение, — это Брюс, на 65–70% сохранившийся экземпляр Tylosaurus pembinensis , датируемый поздним меловым периодом, примерно 80 миллионов лет назад, и имеющий длину 13,05 м (42,815 футов) от кончика носа до кончика хвоста. Брюс был обнаружен в 1974 году к северу от Торнхилла, Манитоба, Канада, и находится в близлежащем Канадском центре изучения ископаемых в Мордене, Манитоба . Брюс был удостоен Книги рекордов Гиннесса как самый большой мозазавр, выставленный на всеобщее обозрение в 2014 году. [45]
Первое опубликованное открытие частичного ископаемого черепа мозазавра в 1764 году рабочими карьера в подземной галерее известнякового карьера в горе Святого Петра , недалеко от голландского города Маастрихт , предшествовало любым крупным открытиям ископаемых динозавров, но оставалось малоизвестным. Однако вторая находка частичного черепа привлекла внимание эпохи Просвещения к существованию окаменелых животных, которые отличались от любых известных живых существ. Когда образец был обнаружен между 1770 и 1774 годами, Иоганн Леонард Хоффман , хирург и коллекционер окаменелостей, переписывался об этом с самыми влиятельными учеными своего времени, что сделало ископаемое знаменитым. Однако первоначальным владельцем был Годдинг, каноник Маастрихтского собора.
Когда в 1794 году французские революционные войска заняли Маастрихт, тщательно спрятанная окаменелость была обнаружена (как говорят, за вознаграждение в 600 бутылок вина) и перевезена в Париж. После того, как ранее его интерпретировали как рыбу, крокодила и кашалота, первым, кто понял его родство с ящерицами, был голландский ученый Адриан Жиль Кампер в 1799 году. В 1808 году Жорж Кювье подтвердил этот вывод, хотя le Grand Animal fossile de Maëstricht на самом деле не был назван Mosasaurus (' Маасская рептилия') до 1822 года, а его полное видовое название, Mosasaurus hoffmannii, было получено только в 1829 году. Несколько наборов останков мозазавров, которые были обнаружены ранее в Маастрихте, но не были идентифицированы как мозазавры до XIX века, были выставлены в Музее Тейлера в Харлеме , закупленном с 1790 года.
Известняковые отложения Маастрихта стали настолько знамениты благодаря открытию мозазавров, что дали свое название последней шестимиллионной эпохе мелового периода — маастрихту .
Традиционный взгляд на эволюцию мозазавров гласил, что все лопастные (гидропедальные) мозазавры произошли от одного общего предка с функциональными ногами (плезиопедальными). Однако это мнение было поколеблено открытием Dallasaurus , плезиопедального мозазавроида, более тесно связанного с Mosasaurinae, чем с другими мозазаврами. Белл и Поликн (2005) сгруппировали этих внешних мозазавров в две клады: Russellosaurina, чьи базальные члены включают плезиопедальные роды (Tethysaurinae) их собственные и производные члены, состоящие из Plioplatecarpinae и Tylosaurinae; и Halisauromorpha, содержащий Halisaurinae. Размещение Dallasaurus предполагает, что Russellosaurina и Halisauromorpha могли развить гидропедальную форму независимо, первые через тетисаврин, что означает, что их размещение в Mosasauridae создает неестественную полифилию и, таким образом, потенциально недействительно. [46] [47] Колдуэлл неофициально предложил в публикации 2012 года, что определение мозазавра должно быть таким образом переопределено в такое, которое не рассматривает расселозавринов и галисавроморфов как истинных мозазавров, а как независимую группу морских ящериц. [47]
Однако филогенетические исследования мозазавров могут быть непостоянными, особенно когда такие дикие таксоны, как Dallasaurus, остаются плохо изученными. Например, некоторые исследования, такие как анализ 2009 года, проведенный Dutchak и Caldwell, вместо этого обнаружили, что Dallasaurus был предком как расселозавров, так и мозазаврин, [48] хотя результаты были противоречивыми в более поздних исследованиях. [49] Исследование 2017 года, проведенное Simoes et al., отметило, что использование различных методов филогенетического анализа может давать разные результаты, и в конечном итоге обнаружило указание на то, что тетисаврины были случаем гидропедальных мозазавров, возвращающихся к плезиопедальному состоянию, а не независимой предковой чертой. [49]
Следующие кладограммы иллюстрируют два взгляда на эволюцию мозазавров. Топология A следует реконструкции предкового состояния из подразумеваемого взвешенного дерева максимальной экономии Симоеса и др. (2017), которое контекстуализирует единое морское происхождение с реверсией тетисаврины. [49] Топологии B и C иллюстрируют гипотезу множественного происхождения гидропедальности; первая следует Макади и др. (2012), [50], а последняя следует докторской диссертации Мекарски (2017), которая экспериментально включает долихозавров и плохо представленные таксоны айгиалозавров. [51] Размещение названий основных групп следует определениям Мадзии и Кау (2017). [52]
Следующая диаграмма иллюстрирует упрощенные филогении трех основных групп мозазавров, восстановленные Стронгом и др. (2020), Лонгричем и др. (2021) и Лонгричем и др. (2022).
Хотя ни один отдельный род или подсемейство не обнаружены во всем мире, семейство Mosasauridae в целом достигло глобального распространения в позднем меловом периоде , при этом во многих местах обычно наблюдалась сложная фауна мозазавров с множеством различных родов и видов в разных экологических нишах .
Две африканские страны особенно богаты мозазаврами: Марокко [56] и Ангола. [57] [58]
{{cite journal}}
: CS1 maint: числовые имена: список авторов ( ссылка )