Травмы при спаривании могут служить ключом к определению пола динозавров: участие в новом исследовании международной команды палеонтологов приняли и сотрудники ИГиП ДВО РАН

● Новое исследование, опубликованное 4 ноября в журнале iScience, проливает свет на происхождение часто встречающихся переломов остистых отростков в верхней части хвоста «утконосых» динозавров.

● Статистическая и компьютерная симуляция нагрузки на кости привели международную команду палеонтологов к предположению, что переломы костей могли быть вызваны давлением самцов на спины самок во время спаривания.

● Гадрозавры, у которых наблюдаются подобные патологии костей, скорее всего являются самками. Это новый взгляд на определение полового диморфизма у динозавров, что до сегодняшнего момента было очень сложной задачей.

Figure – Хвост «Уорвикской Утки», Эдмонтозавра из Северной Дакоты (США) с значительными костными паталогиями, начинающимися от первого хвостового позвонка и тянущимися к его центральной секции. Это образец MOR 3003 из Музея Скалистых Гор, который был обнаружен Уорвиком Фоулером в Монтане, неподалеку от Джордана в июле 2009 года. Скелетная прорисовка — Иван Лофрида.  

Новое исследование международной команды палеонтологов, возглавляемой доктором Филиппо Бертоццо (Институт Естественной Истории, Брюссель, Бельгия), описывает серию травматических повреждений костей на хвостах одной из самых эволюционно успешных групп динозавров – растительноядных «утконосых» гадрозаврид.

«Утконосые» динозавры, например, такие как имеющий массивный гребень-трубу Паразауролоф (известный по фильмам «Парк Юрского Периода» и «Мир Юрского Периода») и массивный Эдмонтозавр, населяли нашу планету в конце Мелового периода, незадолго до печально известного Мел-Палеогенового события, которое привело к массовому вымиранию. Окаменелые кости гадрозавров обнаружены по всему миру, что делает их одной из наиболее интенсивно изучаемых групп динозавров.

Предыдущие исследования патологий гадрозавров выявили многочисленные повреждения и болезни. От травм и инфекций до опухолей и аномалий в развитии. Скелеты гадрозавров ясно дают понять, что жизнь в Меловом периоде была постоянной и тяжелой борьбой за выживание.

В 2019 году во время исследовательской работы в России, в городе Благовещенске, Ф.Бертоццо вместе с коллегами из ИГиП ДВО РАН Юрием и Иваном Болотскими изучал скелет крупного гадрозавра с изящным полым надчерепным гребнем – Олоротитана Архаринского. Они отметили, что многие хвостовые позвонки олоротитана имеют сросшиеся переломы на остистых отростках.

Филиппо Бертоццо: «Я был озадачен этим наблюдением. Я видел подобные переломы на других образцах, но только на изолированных позвонках. Здесь же, переломы были сконцентрированы в верхней части хвоста, не продолжаясь на его конце».

Юрий Болотский: «Мы заметили эти переломы еще в момент обнаружения скелета олоротитана в 1999 году. Тогда мы решили, что это может быть зажившее ранение, нанесенное неудачной атакой хищного динозавра».

Бертоццо изучал патологии утконосых динозавров в Королевском Университете Белфаста, под руководством профессора Эйлин Мерфи и доктора Аластера Раффелла. Они являются соавторами этого исследования.

Эйлин Мерфи: «Это действительно странная ситуация. Часто, когда вы находите хвостовой позвонок из верхней части хвоста гадрозавра, очень велик шанс, что вы обнаружите там заживший перелом. Мы попытались объяснить причины этого».

С 1979 года со-автор Даррен Х. Танке собирал остатки гадрозавров (включая несколько хвостовых позвонков со следами травм) в отложениях формации Динозавр Парк. Эти открытия в 1989 году привели его к идее объяснения этого странного палеонтологического наблюдения.

Рисунок: примеры хвостовых позвонков с зажившими переломами невральных/остистых отростков. Свидетельство внешней силы, воздействующей сверху.

Даррен Х. Танке: «В отличии от других динозавров, гадрозавры демонстрируют переломы хвостовых позвонков близко к предполагаемому расположению клоаки. Это привело меня к предположению, что эти ранения могли быть случайно нанесены во время спаривания».

К сожалению, наблюдение Танке было основано на ограниченном количестве образцов и все они происходили из североамериканских местонахождений. Несмотря на то, что гипотеза была интригующей, на тот момент она не могла выдержать научную критику. Так продолжалось до 2019 года, пока Бертоццо не связался с ним и не пригласил участвовать в проекте.

Филиппо Бертоццо: «Даррен является отцом этой гипотезы. Я не могу забыть удивление на его лице, когда я рассказал ему о том, что я обнаружил такие же повреждения на остатках гадрозавров за пределами Канады».

Новая работа основана на исследовании более чем 500 патологических хвостовых позвонках от разных видов гадрозавров из Северной Америки, Европы и России. Характер повреждений спины удивительно схож у всех видов, демонстрируя наклонный сросшийся перелом, которые вероятнее всего вызван вертикальным давлением, которое приходилось на кончик остистого отростка.

Статистический анализ данных был проведен совместно с методом конечных элементов. Это инженерная техника, которая может предсказать поведение тех или иных структур в условиях механического воздействия. В нашем случае это сгибание и излом. Результаты показали, что переломы появлялись вследствие давящей силы, которая прикладывалась сверху и снаружи, под углом примерно от 60 до 30 градусов. Это вызывало стресс, который приводил к переломам на удлинённых остистых отростках хвостовых позвонков.

Рисунок: два олоротитана спариваются в закатном солнце, но вес самца нанес травму самке. Работа итальянского палеохудожника Troco.

Со-автор Симоне Конти: «Когда мы получили эти результаты, мы проработали разные сценарии. От нападения хищников до мышечного стресса, вызванного хождением. Рассматривались такие причины, как случайные ранения, вызванные нахождением в стаде, а также редкие особенности поведения, такие как валяние в грязи, что наблюдается у современных слонов. В конце концов, гипотеза о спаривании была признана наиболее соответствующей полученным результатам наблюдений».

Согласно этой гипотезе, вес самца давил на верхнюю часть хвоста самки, создавая стресс, который вел к переломам. Эти ранения не были фатальными, однако многие образцы несут на себе следы последующего заживления. В некоторых случаях кости несут свидетельства повторного ранения, что указывает на повторение случая!

Со-автор профессор Гарет Арнот: «Агрессивное преследование самок во время репродукции может быть эволюционным недостатком в контексте продолжения рода. Но мы имеем подобные свидетельства у многих современных видов, таких как морские львы, черепахи и некоторые птицы. Репродуктивное соперничество это одна из наиболее сложных тем в биологии животных, особенно у вымерших видов».

Эти находки – не последнее слово в этом удивительном аспекте жизни динозавров. Авторы надеются, что это подстегнет дальнейшие исследования.

Филиппо Бертоццо: «Если гипотеза о спаривании верна, мы можем утверждать, что особь с ранениями – это самка. Это сразу же ставит дополнительные вопросы касательно определения различий между самцами и самками динозавров. Были ли их черепа разной формы? Сможем ли мы обнаружить признаки полового диморфизма, которые помогут нам понять социальную структуру в стаде гадрозавров?»

Иван Болотский: «Помимо переломов остистых отростков, скелет олоротитана несет на себе еще несколько патологий, включая сращение костей нижней конечности. В свете нашей новой работы, эти признаки приобретают дополнительный научный интерес».

Дальнейшее развитие этого исследования в более широком масштабе включает в себя различные группы динозавров и дополнительные компьютерные симуляции, раскрытие потенциала которых приведет к более глубокому пониманию жизни этих давно вымерших животных, — отмечает научный сотрудник лаборатории палеонтологии ИГиП ДВО РАН Иван Болотский.

Ссылка:

Filippo Bertozzo, Darren H. Tanke, Simone Conti, Fabio Manucci, Gareth Arnott, Pascal Godefroit, Alastair Ruffell, Denver Fowler, Elizabeth Freedman-Fowler, Ivan Y. Bolotsky, Yuri L. Bolotsky and Eileen Murphy.   Deciphering causes and behaviors: A recurrent pattern of tail injuries in hadrosaurid dinosaurs, iScience (2025), https://doi.org/10.1016/j.isci.2025.113739