Гастролит , также называемый желудочным камнем или желудочным камнем , представляет собой камень , находящийся внутри желудочно-кишечного тракта . Гастролиты у некоторых видов сохраняются в мускульном желудке и используются для перемалывания пищи у животных, не имеющих подходящих перемалывающих зубов . У других видов камни проглатываются, 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 .
Гастролит происходит от греческого γαστήρ ( гастер ), что означает «желудок», и λίθος ( литос ), что означает «камень».
Среди современных позвоночных гастролиты распространены у крокодилов , аллигаторов , травоядных птиц , тюленей и морских львов . Домашняя птица требует доступа к песку . Камни, проглоченные страусами , могут превышать в длину 10 сантиметров (3,9 дюйма ) . Очевидные микрогастролиты также были обнаружены у головастиков лягушек. [2] Было замечено , что проглатывание ила и гравия головастиками различных видов бесхвостых (лягушек) улучшает контроль плавучести. [1]
Некоторые вымершие животные, такие как динозавры -зауроподы, по-видимому, использовали камни для измельчения твердых растительных материалов. Редким примером этого является раннемеловой теропод Caudipteryx zoui из северо-восточного Китая, который был обнаружен с серией небольших камней, интерпретируемых как гастролиты, в области его скелета, которая соответствовала его брюшной области. Водные животные, такие как плезиозавры , возможно, использовали их в качестве балласта, чтобы помочь себе сбалансировать себя или уменьшить свою плавучесть, как это делают крокодилы . [3] Исследования показывают, что наличие гастролитов у эласмозавридных плезиозавров отличается от такового у плезиозавров с короткой шеей. Хотя некоторые ископаемые гастролиты имеют округлую форму и полировку, многие камни у современных птиц вообще не отполированы. Гастролиты, связанные с окаменелостями динозавров, могут весить несколько килограммов.
Некоторые раки хранят гастролиты в желудке. Раки, живущие в пресной воде, хранят эти гастролиты, поскольку присутствие кальция в пресной воде ограничено. Эти гастролиты служат источником кальция при линьке. [4] [5] [6]
В 1906 году Джордж Ребер Вейланд сообщил о наличии изношенных и полированных кварцевых камешков, связанных с останками плезиозавров и динозавров -зауроподов , и интерпретировал эти камни как гастролиты. [7] В 1907 году Барнум Браун обнаружил гравий в тесной связи с ископаемыми останками утконосого гадрозавра Claosaurus и интерпретировал его как гастролиты. Браун был одним из первых палеонтологов, осознавших, что динозавры использовали гастролиты в своей пищеварительной системе для измельчения пищи. [8] Другие палеонтологи на протяжении многих лет не были убеждены в этом. В 1932 году Фридрих фон Хюне обнаружил камни в отложениях позднего триаса вместе с ископаемыми остатками прозауропода Sellosaurus и интерпретировал их как гастролиты. [9] В 1934 году в карьере Хоу, окаменелости на северо-западе Вайоминга, также были обнаружены кости динозавров с соответствующими гастролитами. В 1942 году Уильям Ли Стоукс признал наличие гастролитов в останках динозавров-зауроподов, извлеченных из позднеюрских толщ .
Геологам обычно требуется несколько доказательств, прежде чем они признают, что камень использовался динозавром для улучшения пищеварения . Во-первых, он должен быть закруглен по всем краям (а некоторые отполированы), поскольку внутри желудка динозавра на любой настоящий гастролит могли бы воздействовать другие камни и волокнистые материалы в процессе, аналогичном действию каменного стакана . Во-вторых, камень должен быть непохож на горную породу, найденную в его геологической близости, то есть в геологическом контексте. Множество гастролитов обнаружено в мелкозернистых озерных, илистых и болотных отложениях. Эти окрестности представляют собой спокойные водные месторождения и не могут нести гальку и булыжник (в отличие от реки или пляжа). Оливер Уингс также утверждает, что камень должен быть найден среди окаменелостей динозавра, который его проглотил. [ нужна цитата ] Именно этот последний критерий вызывает проблемы при идентификации, поскольку гладкие камни, найденные без контекста, могут (возможно, в некоторых случаях ошибочно) быть отклонены как отполированные водой или ветром. Кристофер Х. Уиттл (1988,9) впервые провел анализ с помощью сканирующего электронного микроскопа структуры износа гастролитов. Уингс (2003) обнаружили, что гастролиты страуса будут откладываться вне скелета, если туша находилась в водной среде всего на несколько дней после смерти. Он заключает, что это, вероятно, справедливо для всех птиц (за возможным исключением моа ) из-за того, что их кости заполнены воздухом, что заставляет труп, помещенный в воду, плавать в течение времени, необходимого для гниения, достаточного для того, чтобы позволить гастролитам выйти наружу. .
Гастролиты можно отличить от округлых камней ручья или пляжа по нескольким критериям: гастролиты сильно отполированы на более высоких поверхностях, с небольшой полировкой или без нее в углублениях или щелях, часто сильно напоминая поверхность изношенных зубов животных. Камни, изношенные реками или пляжами, особенно в условиях сильных ударов, хуже полируются на более высоких поверхностях, часто со множеством небольших ямок или трещин на этих более высоких поверхностях. Наконец, хорошо отполированные гастролиты часто обнаруживают длинные микроскопические бороздки, предположительно образовавшиеся в результате контакта с желудочной кислотой. Поскольку большинство гастролитов были рассеяны после смерти животного, и многие из них попали в ручьи или пляжи, некоторые гастролиты демонстрируют сочетание этих признаков износа. Другие, несомненно, были проглочены другими динозаврами, а отполированные гастролиты, возможно, проглатывались неоднократно.
Ни один из гастролитов, исследованных в исследовании гастролитов Cedarosaurus в 2001 году , не имел «мыльной» текстуры, обычно используемой для отличия гастролитов от других типов обломков. [10] Исследователи назвали использование мыльной текстуры для идентификации гастролитов «ненадежным». [10] Гастролиты, как правило, были тусклыми, хотя представленные цвета были разнообразными, включая черный, темно-коричневый, пурпурно-красный и серо-синий. [10] Значения отражения более 50% являются очень диагностическими для идентификации гастролитов. [10] Обломки с пляжей и ручьев, как правило, имели коэффициент отражения менее 35%. [11] Менее десяти процентов пляжных обломков имеют коэффициент отражения от 50 до 80%. [12]
Фотография № 311488 из Американского музея естественной истории демонстрирует сочлененный скелет Psittacosaurus mongoliensis из формации Ондай Саир , нижний меловой период Монголии , демонстрирующий коллекцию из около 40 гастролитов внутри грудной клетки , примерно на полпути между плечом и тазом .
Гастролиты иногда называют камнями Моррисона, потому что они часто встречаются в формации Моррисон (названной в честь города Моррисон , к западу от Денвера , штат Колорадо ), позднеюрской формации возрастом примерно 150 миллионов лет. Некоторые гастролиты изготовлены из окаменелой древесины . Большинство известных экземпляров сохранившихся гастролитов зауропод относятся к юрским животным. [13]
Раннемеловая формация Кедровых гор в Центральной Юте полна полированных красных и черных кремней и других округлых кварцевых обломков, 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 превышают размер кулака, что согласуется с представлением о том, что они являются гастролитами.
Большинство известных экземпляров сохранившихся гастролитов зауропод относятся к юрским животным. [13] Самые крупные известные гастролиты, обнаруженные вместе со скелетами зауроподов, имеют длину примерно десять сантиметров. [14]
В 2001 году Фрэнк Сандерс, Ким Мэнли и Кеннет Карпентер опубликовали исследование 115 гастролитов, обнаруженных вместе с экземпляром цедарозавра . [15] Камни были идентифицированы как гастролиты на основании их плотного пространственного распределения, частичной поддержки матрикса и ориентации с ребра, что указывает на то, что они отложились, когда в туше еще были мягкие ткани. [15] Их высокие значения коэффициента отражения поверхности согласуются с другими известными гастролитами динозавров. [15] Почти все гастролиты Cedarosaurus были обнаружены в объеме 0,06 м [ необходимы разъяснения ] пространства в области кишечника скелета. [16]
Общая масса самих гастролитов составила 7 килограммов (15 фунтов). [17] Большинство из них имели объем менее 10 миллилитров (0,35 имп. жидких унций; 0,34 жидких унций США). [18] Наименее массивный обломок составлял 0,1 грамма (0,0035 унции), а наибольший — 715 граммов (25,2 унции), причем большинство из них находились ближе к меньшему концу этого диапазона. [18] Обломки, как правило, имели близкую к сферической форме, хотя самые крупные экземпляры 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 было трудно проглотить. [19] Гастролиты в основном состояли из кремня , а также включали некоторые обломки песчаника , алевролита и кварцита . [10]
Поскольку некоторые гастролиты неправильной формы являются одновременно и самыми крупными, маловероятно, что они были проглочены случайно. [19] Цедарозавр , возможно, находил нерегулярные обломки привлекательными потенциальными гастролитами или не был избирательным в выборе формы. [19] Обломки, как правило, имели тусклый цвет, что позволяет предположить, что цвет не был основным фактором при принятии решений зауроподами. [15] Высокое соотношение площади поверхности к объему крупнейших обломков позволяет предположить, что гастролиты могли расщеплять проглоченный растительный материал путем измельчения или дробления. [12] Обломки песчаника, как правило, были хрупкими, а некоторые ломались в процессе сбора. [10] Гастролиты из песчаника могли стать хрупкими после отложения из-за потери цемента, вызванной внешней химической средой. [20] Если клыки были такими хрупкими, пока животное было живо, они, вероятно, катались и кувыркались в пищеварительном тракте. [12] Если бы они были более прочными, они могли бы служить частью системы шаровых мельниц. [12]
Палеонтологи и геологи исследуют новые методы идентификации гастролитов, которые были обнаружены отдельно от останков животных, поскольку они могут предоставить важную информацию, если они действительно являются следами окаменелостей. Если достоверность таких гастролитов будет подтверждена, возможно, станет возможным проследить гастролитические породы до места их первоначального происхождения, где динозавр впервые проглотил камень. Это может дать важную информацию о том, как мигрировали динозавры. Поскольку количество подозреваемых гастролитов весьма велико, они могут предоставить важную новую информацию и понимание жизни и поведения динозавров.