Найден птерозавр с доказательствами растительноядности в желудке
Птерозавры доминировали в небесах Земли на протяжении почти 150 миллионов лет, после чего вымерли, не оставив живых потомков, — и это серьезно затрудняет реконструкцию их внешнего вида и образа жизни. К примеру, много вопросов вызывает рацион этих животных: ограничивались ли они только животным кормом или, быть может, употребляли в пищу и растения? Новая находка, описанная палеонтологами из Китая и Бразилии, предоставила неоспоримое доказательство растительноядности некоторых птерозавров: в желудке одного из образцов синоптера (Sinopterus) были обнаружены фитолиты — кремнеземные частицы, формирующиеся в растительных клетках, — сконцентрированные в той части окаменелости, где при жизни находился желудок животного. Помимо этого исследователи также обнаружили гастролиты — мелкие камушки, которые помогают современным птицам перемалывать грубую растительную пищу. Раньше и то, и другое находили только в остатках пищеварительного тракта динозавров, а теперь стало ясно, что как минимум отдельные виды летающих ящеров тоже могли быть вегетарианцами.
Птерозавры были весьма успешной группой позвоночных животных: освоив активный полет, они широко распространились по планете и заняли самые различные позиции в экосистемах. За последние десятилетия мы узнали много нового об анатомии, физиологии и поведении этих удивительных животных: об особенностях их полета (Полет птерозавров в ходе эволюции неуклонно совершенствовался, «Элементы», 02.11.2020), размножения (Родительская забота сделала птерозавров гигантами, «Элементы», 21.08.2023) и эволюции (У нелетающего родича птерозавров были большие когтистые лапы и клюв крючком, «Элементы», 06.09.2023). Однако до сих пор остаются области, в которых наши знания сильно ограничены. И одна из них — питание птерозавров.
На сегодняшний день описано больше двух сотен видов птерозавров, и друг от друга они отличаются не меньше, чем воробей от орла! Логично сделать вывод, что и рацион у разных видов был разный: палеонтологи предложили солидный список возможных диет птерозавров, от рыбоядности и насекомоядности до чуть более экзотических дурофагии (питания бронированными животными, например, моллюсками и крабами) или отфильтровывания пищи из воды (см. картинку дня Птеродаустро и его челюсть-щетка; см. J. Bestwick et al., 2018. Pterosaur dietary hypotheses: a review of ideas and approaches). Увы, находки окаменевшего содержимого желудков или иных доказательств пищевого поведения птерозавров крайне мало (Птерозавры-рамфоринхи охотились на головоногих моллюсков юрского периода, «Элементы», 03.03.2020; J. Bestwick et al., 2020. Dietary diversity and evolution of the earliest flying vertebrates revealed by dental microwear texture analysis), так что обычно исследователям приходится полагаться на морфологические сравнения птерозавров с современными организмами — и нередко ошибаться.
Так называемый «тупикодон» (англ. puffinodon): на основании сходства формы черепа позднетриасового диморфодона (Dimorphodon) долгое время считали экологическим эквивалентом современных рыбоядных тупиков. Однако на деле сходство между ними оказалось лишь поверхностным, и куда лучше череп диметродона годился для ловли насекомых и мелких наземных позвоночных (A. Ősi, 2011. Feeding-related characters in basal pterosaurs: implications for jaw mechanism, dental function and diet). Рисунок из блога Марка Уиттона (Mark P. Witton)
До сих пор содержимое желудка описывали только у птерозавров-рамфоринхоидов (Rhamphorhynchoidea), среди костей которых в основном находили остатки рыб. Описанный в обсуждаемой статье образец IVPP V 23388 принадлежит птерозавру-птеродактилоиду (Pterodactyloidea), а если точнее, то синоптеру (Sinopterus), чьи остатки были обнаружены в отложениях раннемеловой формации Цзюфотан (Jiufotang Formation) на северо-востоке Китая. Это было животное размером с филина: его размах крыльев оценивается в 1,2–1,9 метра, вес — до 2,8 килограмма. Исходя из формы клюва, схожего с клювом попугая, авторы первоописания предполагали, что синоптеры были всеядными животными, однако, изучив IVPP V 23388, ученые выдвинули иное предположение (X. Wang, Z. Zhou, 2003. A new pterosaur (Pterodactyloidea, Tapejaridae) from the Early Cretaceous Jiufotang Formation of western Liaoning, China and its implications for biostratigraphy).
Новый образец (сейчас он находится в пекинском Институте палеонтологии позвоночных и палеоантропологии) сохранился в тонком сланцевом слое: он почти полон и сочленен, так что, скорее всего, животное окаменело неподалеку от места своей гибели. Там, где при жизни птерозавра находился желудок, наблюдается более темная область: чтобы исключить возможность того, что она образовалась в процессе окаменения, была проведена микрокомпьютерная ламинография, показавшая, что область находится между грудными ребрами и выше гастралий, то есть внутри тела птерозавра. Поскольку область имеет вид восьмерки, с явной перетяжкой в центральной части, можно предположить, что у птерозавров желудок состоял из двух частей. Вполне правомерное предположение: такое разделение характерно не только для птиц, с их железистым и мускульным желудками, но и для других уцелевших архозавров — крокодилов: у них в наличии кардиальный и пилорический отделы желудка. Обычно у растительноядных птиц передний отдел желудка меньше заднего, но у некоторых птиц без зобов, таких как страусы, он увеличен и предназначен для хранения пищи. До сих пор ни о каких зобах или подобных им структурах у птерозавров не сообщалось, а крупный передний отдел желудка синоптера позволяет предположить, что зоба как минимум у этого вида вовсе не было.
В задней части желудка также были обнаружены гастролиты, которые до сих пор описывались только у различных динозавров (включая птиц) и считались косвенными доказательствами растительноядности (O. Wings, 2007. A review of gastrolith function with implications for fossil vertebrates and a revised classification). Однако на этот счет авторы призывают быть осторожными: с учетом доводов в пользу отсутствия настоящей «желудочной мельницы» у гигантских динозавров-зауроподов (см. статью O. Wings, P. M. Sander, 2006. No gastric mill in sauropod dinosaurs: new evidence from analysis of gastrolith mass and function in ostriches и новость Зауроподы проглатывали растительную пищу не разжевывая, «Элементы», 30.06.2025) и наличия гастролитов у некоторых явно не растительноядных видов, таких как ящерицы и пингвины, наличие камней в желудке синоптера само по себе ничего не доказывает. Стоит также заметить, что гастролиты из задней части желудка в основном мелкие (некоторые из них размером с зерна песка), а два самых больших находятся в передней части, и крупнейший из них — кварцевый кристалл длиной около 3 миллиметров. Любопытно, что размер желудка, гастролитов и их распределение у синоптера IVPP V 23388 схожи с таковыми у раннемеловой птицы жэхэлорниса (Jeholornis), для которой также предполагается растительноядность (J. O'Connor et al., 2018. First report of gastroliths in the Early Cretaceous basal bird Jeholornis).
Область желудка синоптера IVPP V 23388 крупным планом (a), результаты микрокомпьютерной ламинографии (b, c) и фотографии крупнейшего гастролита и окружающих его остатков пищи (d, e). Синим пунктиром отмечена область желудка; белым пунктиром выделена область, откуда был взят образец для изучения фитолитов; желтые, зеленые и розовые стрелки указывают на ребра, гастралии и крупнейшие зерна гастролитов соответственно. Длина масштабных отрезков: a–c — 20 мм; d, e — 2 мм. Рисунок из обсуждаемой статьи
Оставшаяся часть желудка синоптера заполнена глинистым материалом, который авторы интерпретируют как непереваренную растительность. Изучив образец этого материала, ученые обнаружили в нем твердые микроскопические структуры, которые были признаны фитолитами (phytolith) — кремнеземными образованиями (их состав подтвердила энергодисперсионная спектроскопия), формирующимися в растительных клетках и обеспечивающими им структурную поддержку. Всего было получено 320 индивидуальных фитолитов, причем все они были извлечены из области желудка: в окружающем скелет матриксе фитолитов обнаружено не было. Изучая фитолиты, ученые могут идентифицировать, какому растению они принадлежали, что помогает уточнить состав флоры и пищевые привычки животных, — но, увы, лишь 10% фитолитов из образца IVPP V 23388 оказались схожи с фитолитами современных растений, таких как бобовые, папоротники и голосеменные. В любом случае, их высокое разнообразие указывает, что синоптеры не были пищевыми специалистами и охотно поедали растительность со всех ярусов леса.
До сих пор все доказательства растительноядности птерозавров были косвенными, связанными с их морфологией, биомеханикой или обнаружением их остатков в ассоциации с растительным материалом. Фитолиты и гастролиты в области желудка IVPP V 23388 — первое достаточно веское доказательство, что как минимум отдельные виды птерозавров могли быть вегетарианцами. Никаких остатков другой пищи, например, костей или чешуи, в желудке обнаружено не было, и очень сомнительно, что растительность оказалась в пищеварительном тракте синоптера непреднамеренно, например, с проглоченными насекомыми, — ведь трудноперевариваемого хитина палеонтологи тоже не нашли. Однако, быть может, синоптер наелся растительности в результате какого-то расстройства пищеварения или болезни, тогда как «гастролиты» — всего лишь случайно проглоченные камушки? Например, современные кошачьи потребляют растительность для самолечения или обогащения рациона, а хищные птицы могут спонтанно поедать сочные фрукты и другую растительную пищу, особенно если привычная им добыча редка или недоступна (N. Pérez-Méndez, A. Rodríguez, 2018. Raptors as Seed Dispersers).
Для синоптера и его родственников-тапеярид (Tapejaridae) были характерны высокие беззубые клювы с относительно сильным укусом, что может свидетельствовать в пользу их питания (хотя бы время от времени) орехами и другими плодами с твердой оболочкой. Рисунок © Ceri Thomas c сайта alphynix.tumblr.com
Впрочем, обилие фитолитов и распределение гастролитов в желудке синоптера IVPP V 23388 (крупные и недавно проглоченные в передней части, мелкие и истертые — в задней) можно считать доводом в пользу того, что потребление растений среди синоптеров было не случайным феноменом, а привычным делом. В конце концов, известно немало видов, чьи предки перешли от хищного к всеядному или растительноядному образу жизни (см. картинку дня «Ящер-косарь»), так что наличие видов-вегетарианцев среди представителей такой многочисленной и разнообразной группы как птерозавры вполне ожидаемо.
Анна Новиковская
Графический абстракт обсуждаемой статьи. Изучив содержимое желудка синоптера, ученые обнаружили в нем фитолиты (см. Phytolith) — остатки растительного материала, и возможные гастролиты (указаны синими стрелками)