В антарктиде нашли самую древнюю сперму в мире. Антарктида: динозавры на льду Окраска пернатых динозавров, возможно, реконструирована не совсем правильно

Читать дополнительно : Динозавры: эволюция жизни на Земле

Земля тетануров

Палеонтологические открытия последних лет заставляют взглянуть на прошлое Антарктиды по-новому, уточнить и даже существенно пересмотреть некоторые устоявшиеся представления. Наиболее интересные идеи касаются событий мезозойской эры, когда своеобразие антарктической фауны проявилось особенно ярко. Дремучие хвойные леса этого континента были прародиной необычных ящеров и птиц и пристанищем для угасающих групп животных. Позднее, непосредственно перед оледенением, по Антарктиде, как по мостику, сумчатые переселились в Австралию. Но даже в ледяном панцире эта земля продолжала рождать новые виды.

В 1990-1991 годах экспедиция Уильяма Хаммера, палеонтолога из колледжа Огустана в Иллинойсе, США, обнаружила в Трансантарктических горах почти целый скелет динозавра. Так еще никому не везло. Окаменелые кости находили в Антарктиде и раньше, но только отдельные фрагменты, по которым нельзя было определить род или вид древнего ящера. Однако изъять скелет из замерзшей породы оказалось делом нелегким - на это ушло несколько сезонов. Палеонтологи разбили палаточный лагерь на леднике Бирдмора, поближе к находке. Когда ветер стихал и 20-градусный мороз становился хоть как-то терпим, команда поднималась на гору Керкпатрик, на высоту 4 000 м над уровнем моря. Скелет динозавра, замурованный в светлый песчаник и аргиллит, на любом другом материке ученые аккуратно извлекли бы кость за костью, вырубив их киркой и зубилом. Но полярные условия не давали такой возможности. В дело пошли отбойные молотки и динамит. Мощный взрыв дробил скалу, и куски породы вместе с костями разлетались по округе.

Родина ящеров и птиц

Но все трудности окупились сполна. Оказалось, что динозавр с Керкпатрика уникален, подобных ему нигде раньше не находили. Острые загнутые вовнутрь зубы выдавали в нем хищника, но необычные черты строения затрудняли точную идентификацию. Крупное двуногое животное, длиной 6 м и весом более 500 кг, обитало в начале юрского периода, примерно 190 млн. лет назад, среди антарктических лесов, вместе с другими плотоядными динозаврами, прозауроподами, звероящерами и летающими рамфоринхами. На его голове красовался костный гребень, вытянутый не вдоль черепа, как у монолофозавра или дилофозавра (который носил два гребня), а поперек. Эта нестандартная деталь послужила поводом для названия. Новичка окрестили криолофозавром, что значит «ледяной ящер с гребнем».

Уильям Хаммер начал искать сородичей криолофозавра на других континентах. Сходным строением обладали пятницкизавр, живший в середине юры на территории Южной Америки, позднеюрский аллозавр из Северной Америки и найденный в Китае яньчюанозавр. Все они - преобладавшие среди плотоядных крупные хищники из группы тетануров. Поскольку в строении криолофозавра просматриваются примитивные признаки, свойственные тетанурам, то ученый предположил, что в его руках оказался один из предков этой ветви ящеров, возникшей в Антарктиде. Именно оттуда тетануры расселились по планете. Скелет криолофозавра содержит также ряд черт, которые роднят его с другими хищниками - двуногими и рогатыми цератозаврами. Возможно, обе группы плотоядных произошли от общих предков, которые обитали в Антарктиде в триасовом периоде, но прямых подтверждений этой гипотезе пока нет.

Мезозой - время появления птиц - животных, близких по своему строению рептилиям. Детали их эволюции неясны до сих пор, и ученые возлагают большие надежды на Антарктиду. Как оказалось, по крайней мере одно пернатое семейство родом оттуда. Джулия Кларк из Университета Северной Каролины изучила окаменевшие остатки похожей на большую утку птицы, найденной на острове Вега. По мнению исследовательницы, вегавис, так назвали вид, обитал бок о бок с динозаврами и, возможно, пережил их массовое вымирание, начавшееся 65 млн. лет назад. Получается, что он - предок семейства утиных, который занимает важное место в ранней эволюции пернатых.

Алексей Пахневич, кандидат биологических наук

Берега антарктического континента около 52 миллионов лет назад были покрыты субтропическими лесами, а температура даже во время полярной ночи не опускалась ниже 10 градусов тепла, пишут германские ученые в статье, опубликованной в журнале Nature.

Самый теплый климатический период на Земле за последние 65 миллионов лет назад пришелся на начало эпохи эоцена, на время от 55 до 48 миллионов лет назад. В то время концентрация углекислого газа в атмосфере превышала современную более чем в два раза (более 1000 частей на миллион по объему, современный уровень - около 390). Однако до сих пор у ученых было мало данных о климатических условиях в полярных регионах в этот период.

Фото: Rob Dunbar, Stanford University

Научное судно JOIDES Resolution, которое использовалось для бурения океанского дна у берегов Антарктиды

Группа ученых из университета имени Гете и Центра изучения климата и биоразнообразия во Франкфурте совместно с участниками проекта по бурению дна океана Integrated Ocean Drilling Program Expedition исследовала донные отложения у берегов антарктической Земли Уилкса, собранные с помощью бурового научного судна JOIDES Resolution. Авторы статьи изучали споры и пыльцу древних растений, оказавшихся в этих отложениях, а также геохимический состав отложений.

"Мы обнаружили, что климат на низинных участках побережья Земли Уилкса (находившегося тогда на 70-м градусе южной широты) обеспечивал существование и рост очень разнообразных по видовому составу, почти тропических лесов, где росли, в частности, пальмы и растения семейства мальвовых (к которым относятся, в частности, баобабы)", - говорится в статье.

Вместе с тем, во внутренних районах континента зимы климат был значительно холоднее, однако и там условия обеспечивали существование лесов умеренного пояса, где росли, например, араукарии, распространенные сейчас в Новой Зеландии.

Новые данные свидетельствуют, что климатические различия между экваториальными и полярными регионами Земли во время парниковой эпохи около 52 миллионов лет назад были существенно меньше, чем считалось ранее.

"Сама по себе высокое содержание CO2 в атмосфере в тот период времени не может объяснить эти почти тропические условия в Антарктике. Другим важным фактором может быть перенос тепла благодаря теплым течениям, достигавшим Антарктиды", - отметил один из авторов исследования, профессор Йорг Просс (Joerg Pross) из университета Гете, слова которого приводит пресс-служба университета.

По его мнению, изменение циркуляции океана и воздействие холодных течений и привело к исчезновению тропических лесов в Антарктиде.

1970

В 750 км от Южного полюса, около горы Сириус, американцы нашли скелеты и отпечатки динозавров .Это была первая находка рептилий в Антарктиде .

1990—1991

Экспедиция Уильяма Хаммера, палеонтолога из колледжа Огустана в Иллинойсе, США, обнаружила в Трансантарктических горах почти целый скелет динозавра - криолофозавра .

2005

Помимо необычного хищника в Трансантарктических горах Хаммер с коллегами обнаружил окаменевшие кости и отпечатки лап тритилодонтов — звероящеров, похожих на крысу.

2008

Палеонтологи обнаружили в Антарктиде норы четвероногих позвоночных наземных животных , живших здесь около 245 миллионов лет назад, когда этот регион был частью древнего суперконтинента Пангеи, говорится в сообщении Университета Вашингтона.

Исследователи из этого университета обнаружили у ледника Вала окаменелости, которые образовались, когда песок из соседней переполнившейся реки заполнил логово и застыл в форме, повторяющей все внутренние пустоты нор. Самый большой сохранившийся кусок имеет длину около 35 сантиметров, ширину 15 сантиметров и глубину восемь сантиметров.

2008

Предки современных кротов рыли в Антарктике норы ещё 245 миллионов лет назад. Палеонтологи раскопали норы, на которых даже остались следы их когтистых лап. Возможно, в норах эти животные пересидели и пермско-триасовую катастрофу, уничтожившую большую часть жизни на Земле 250 миллионов лет назад.

2011

12-метрового титанозавра , обитавшего на всех континентах Земли в позднем меловом периоде, в отложениях этой геологической эпохи на острове Джеймса Росса у берегов Антарктиды обнаружила группа ученых под руководством Игнаcио Серда (Ignacio Serda) из Национального университета Комауе в Буэнос-Айресе (Аргентина). Ученые нашли очередное доказательство того, что под тремя километрами льда Антарктиды таятся останки растений и ископаемых животных. На это указывает остров Джеймса Росса, где иногда можно увидеть землю, на которой нет снега. Там можно проводить раскопки, и в 2011 году ученые сумели это сделать. Аргентинские исследователи смогли выкопать часть позвоночника титанозавра. Как известно с давних пор, это существо было теплолюбивым, оно питалось исключительно травами и ветвями. Сорокаметровый гигант просто не выжил бы в холодных условиях. Таким образом, становится ясно, что миллионы лет назад Антарктида была похожа на Альпы также, как иногда становится на них похожей родина Сузуки, Япония.Предполагается, что оледенение было практически мгновенным, а виной его стал маленький ледник, который находился на горной вершине, высотой в 2,4 километра. Вполне вероятно, что из-за сильных тектонических сдвигов Антарктида откололась от Южной Америки, после чего температура сильно упала. Виной этому могло стать приполярное антарктическое течение.

2012

Пингвин , который был выше ростом любого среднего человека, гулял по землям южного полушария много миллионов лет назад, выяснили ученые. Аргентинские эксперты обнаружили окаменелые останки 2-метровой птицы, которая обитала в Антарктиде около 34 миллионов лет. В начале этого года сообщалось о другой находке - о 1,5-метровом пингвине, жившем тут 27 миллионов лет, но, похоже, его предки были куда более крупными.

2014

Палеонтологи Чешской геологической службы нашли на антарктическом острове Вега скелет крупного плезиозавра . Раскопки на самом южном континенте земного шара принесли также множество других интересных находок.

2014

Вблизи базы Марамбио аргентинцы нашли останки ложнозубой птицы - альбатроса с размахом крыльев 6 метров.

2016

Международная команда ученых во время экспедиции в Антарктиду обнаружила свыше тонны окаменелостей динозавров, сообщает ABC News. Среди найденных ископаемых, чей возраст оценили в 71 млн лет, было много останков морских рептилий. "Мы нашли много останков плеозавров и мозазавров - этот тип морской ящерицы стал более известен после недавнего фильма "Мир юрского периода", - сказал д-р Стив Солсбери из университета Квинсленда. - Все окаменелости, что мы нашли, были в неглубоких морских скалах, так что все найденные обитатели жили в океане". Ученые также обнаружили окаменелости птиц, в том числе уток , живших в конце мелового периода. Команда из 12 ученых из США, Австралии и Южной Африки отправилась в район Джеймс-Росс-Айленд в рамках исследования динозавров Антарктиды. Внимание ученых было приковано к Антарктическому полуострову, скалы которого, как отмечается, являются ровесниками динозавров. Найденные ископаемые находятся сейчас в Чили, позже их отправят в Музей естественной истории Карнеги в США, где будет проводиться дальнейшее изучение. По словам Солсбери, на то, чтобы получить первые результаты, может потребоваться до двух лет работы.

2016

Палеонтологи опубликовали данные, полученные в ходе раскопок в экстремальных условиях на Антарктическом полуострове (часть материка Антарктида). Там обнаружили останки древней птицы из отряда Гусеобразные — Vegavis iaai . Компьютерная томография находки показала, что у неё сохранилась нижняя гортань. С помощью этого органа современные птицы поют и издают другие звуки. Найденная нижняя гортань — самая древняя на данный момент. Её возраст приблизительно 66 миллионов лет (это конец Мезозойского периода). Соответствующее исследование опубликовано в журнале Nature .В числе прочих ископаемых учёные нашли голову и шею вегависа — крупной доисторической птицы, близкой к современному семейству Утиные.

2017

Палеонтологи нашли в Аргентине останки гигантского травоядного динозавра - титанозавра . Размеры этого ящера — шесть метров в высоту, 35 метров в длину и 61 тонна веса — делают его одним из самых крупных сухопутных животных в истории Земли, говорится в статье, опубликованной в журнале Proceedings of the Royal Society B. "Если поставить рядом патаготитана и тираннозавра, то последний выглядел бы настоящим карликом. Не думаю, что эти динозавры внушали какой-то ужас другим существам того времени. Они, скорее всего, были очень медлительными и неторопливыми животными, для которых сам акт ходьбы и побега от хищников был крайне тяжелой задачей", — рассказывает Диего Пол (Diego Pol) из Палеонтологического музея Эджидио Ферульо в Трелью (Аргентина). Есть версия, что титанозавры обитали и в Антарктиде.

2019

Международная команда исследователей спустя десятилетия на небольшом антарктическом острове нашла окаменелые останки самого тяжелого из известных науке эласмозавров - древних морских рептилий. Об открытии сообщает издание National Geographic. Исследователи нашли останки представителя вида Elasmosaurus, который входил в семейство плезиозавров. Это были одни из крупнейших морских существ мелового периода, которые обитали в одно время с динозаврами. Раскопки велись на протяжении многих лет, иногда ученые не возвращались к ним годами из-за суровых погодных условий. Работы были закончены в 2017 году, после этого потребовалось время на идентификацию и описание животного. Ученые нашли большую часть скелета, но без черепа. Как заявили исследователи, пока еще не названный эласмозавр весил от 11,8 до 14,8 тонн. Длина его тела - от головы до хвоста - составляла почти 12 метров. На сегодня - это самое тяжелое существо из всех обнаруженных. Ранее исследователям удавалось найти представителей elasmosaurus весом около пяти тонн и представителей рода аристонектесов, масса которых составляла до 11 тонн. Ученые пока остерегаются утверждать, что обнаруженное животное относится к роду Aristonectes. Не исключено, что это представитель ранее не известного рода. По словам специалистов, обнаруженное существо обитало примерно за 30 тысяч лет до массового вымирания динозавров.

Ископаемые останки титанозавра - гигантского травоядного ящера - обнаружили исследователи под руководством доктора Игнасио Алехандро Серды (Dr Ignacio Alejandro Cerda) из Аргенттины (Conicet research institute in Argentina) во время раскопок на антарктическом острове Джеймса Росса в 2011 году. Временами он освобождается ото льда и снега так, что можно копать. Вот и выкопали 20-сантиметровый фрагмент позвонка. И определили, что находился он в хвосте довольно крупного ящера. От головы до кончика хвоста в нем было около 40 метров. [Как-то меня всегда смущало в таких находках, что по какой-нибудь мелкой косточке ученые могут "воссоздать" облик целого огромного зверя, который исчез из мира живущих много десятков миллионов лет назад. По-моему, слишком велика вероятность фантазий, чтобы можно было что-то утверждать. Но, возможно, мои сомнения просто от того, что я ничего не смыслю в палеонтологии. - Прим. моё ]

Титанозавры - это так называемые зауроподы - рептилии, которые питались растениями, имели очень длинные шеи и хвосты. Обитали на всех континентах планеты. В том числе, как теперь выяснилось, и в Антарктиде. Останки обнаруженного здесь зауропода принадлежат особи, которая погибла 70 миллионов лет назад. Очевидно, что в это время "ледяной континент" был более пригодным для жизни теплолюбивых ящеров.

КСТАТИ
Когда-то в Антарктиде цвели альпийские луга. И было где пастись динозаврам

Команда ученых из Китая, Японии и Великобритании выяснила, когда на Земле случилось глобальное похолодание - столь катастрофическое, что Антарктида превратилась в ледяную пустыню. Основой стали 4-летние исследования, проведенные в период с 2004 по 2008 годы. Ученые ездили на мощных вездеходах по самому суровому району Антарктиды - над горами Гамбурцева. И просвечивали его радарами. Потом составили карту рельефа поверхности площадью около 900 квадратных километров. Сейчас тут холодно, как на Марсе - температура порой опускается до минус 90 градусов по Цельсию. Поверх района - лед местами в 3 километра толщиной. Но не всегда так было. Еще 34 миллиона лет назад континент был свободен ото льда. Здесь располагались горы и равнины с цветущими лугами. Как сейчас в европейских Альпах.
Но что-то случилось. Исследователи нашли место, из которого небольшой ледник, расположенный на самом высоком пике (около 2400 метров), начал разрастаться. Постепенно он накрыл всю Антарктиду. Спрятал под слоем льда несколько озер.
Мартин Зайгерт (Martin Siegert) из Университета Эдинбурга (University of Edinburgh, UК), который принимал участие в экспедиции, уверен: в долинах антарктических Альп до сих пор сохранились замороженные растения. Даже небольшие деревья. Только вряд ли до них получится добраться. Но попробовать можно, например, посредством бурения.
Почему началось оледенение континента, до конца не ясно. Есть гипотеза, что около 40 миллионов лет назад Антарктида соединялась с Южной Америкой. Но тут мощно двинулись тектонические плиты. И часть поверхности просело. Образовалась впадина, ставшая ныне проливом Дрейка. Вместе с ним появилось и антарктическое приполярное течение, которое резко сократило количество тепла, попадавшего к континенту. И он стал замерзать. Вместе с остальным миром. Динозавры этого уже не видели. Вымерли. И не только в Антарктиде.
Аналогичный эффект, по мнению некоторых климатологов, может сработать и в недалеком будущем. Если теплое течение Гольфстрим изменит свое направление. А он способен - от талой пресной воды, поступающей из Арктики. Она перекроет путь. Но тогда первым оледенеет Северное полушарие. Люди, скорее всего, это увидят.

Самые древние из известных науке ископаемых остатков спермы обнаружили шведские палеонтологи, изучающие палеогеновые отложения Антарктиды. Окаменелости возрастом 50 млн лет прекрасно сохранились, но не содержат биологических материалов, так что о реализации сюжета «Юрского парка» речи пока снова не идет.

Сперматозоид неизвестного пояскового червя под электронным микроскопом;
масштабная линейка соответствует 1 мкм
©Dept Palaeobiol./Swedish Museum of Natural History

«Сперматозоиды, будучи очень краткоживущи и хрупки, вряд ли могли бы сохраниться в палеонтологической летописи, – рассказал ведущий автор исследования, палеоботаник Шведского музея естественной истории Бенджамин Бомфлер. – Но мы обнаружили новый тип среды, которая, по нашему мнению, обладает большими возможностями для подобных находок при будущих исследованиях».

Новой средой оказался окаменевший кокон, отложенный одним из червей подтипа Clitellata. В его стенке ученые и нашли замурованные ископаемые сперматозоиды, а также бактерии. Вероятно, они попали внутрь стенок кокона, пока те еще не затвердели, а затем сохранились внутри прочной оболочки, словно в янтаре. Сам кокон оказался очень невелик – всего 1,5 на 0,8 мм, а его стенки состояли из двух слоев: твердой внутренней и более рыхлой наружной, сплетенной из волокон диаметром от 0,005 до 0,01 мм. Чтобы изучать такой объект, палеонтологам пришлось прибегнуть к сканирующему электронному микроскопу, и на полученных трехмерных реконструкциях они неожиданно для себя увидели эти странные окаменелости.

«Это был случайная находка, – говорит Бомфлер. – Мы анализировали разные фрагменты кокона, чтобы получить лучшее представление о его структуре. Но при большом увеличении вдруг начали замечать эти крошечные биологические структуры, которые выглядели, как сперматозоиды. Благодаря помощи биологов наша команда определила их как фрагменты 50 млн-летний спермы Clitellata».

Фрагменты оказались довольно разнообразны на вид. Среди них были напоминающие сверло стержни и бичеподобные жгутики, а также нечто вроде емкостей с мелкозернистой текстурой. Сравнив их с современными аналогами, команда палеонтологов выяснила, что они «поразительно похожи на те, что известны у одной своеобразной группы пиявок (Branchiobdellida), которая сегодня живет в симбиозе с пресноводными раками и встречается только в Северном полушарии», отметил Бомфлер.

Стоит отметить, что эта уникальная находка была сделана в тысячах километров от ареала современных бранхиобделлид. Шведская экспедиция изучала ископаемую фауну острова Сеймур – одного из 16 крупных островов Антарктического архипелага. В поисках мелких окаменелостей ученые просеивали осадочную породу и нашли кокон, сформированный древней пиявкой в процессе размножения. Изотопный анализ показал возраст в 50 млн лет, что делает эту сперму самой древней из известных науке.

Добавим, что предыдущим рекордсменом такого рода были сперматозоиды колембол, сохранившиеся в балтийских янтарях 40-миллионолетнего возраста. А самые древние в истории половые клетки принадлежали шотландским растениям из девонского периода, росшим 410 млн лет назад.

Статья опубликована журналом Biology Letters