Знаменитые зубы тираннозавра были спрятаны за губами
При этом ученые исходят из относительного размера зубов и строения мягких частей головы ближайших современных родственников динозавров — крокодилов и птиц. Однако гистологический анализ характера износа зубов и соотношение размеров зубов и пасти у вымерших и современных рептилий заставили палеонтологов пересмотреть свои взгляды. Вопреки зловещим реконструкциям, которыми нас пугали долгие годы, у настоящих тираннозавров зубы, скорее всего, были скрыты за чешуйчатыми губами, что делало их больше похожими на ящерицу, чем на крокодила.
Рис. 1. Зубы тираннозавра были несомненно внушительными, но, скорее всего, большую часть времени они, как и зубы современных хищных млекопитающих, скрывались за мягкими губами. Рисунок © Марка Уиттона из личной галереи художника
Когда в 1993 году на экраны вышел научно-фантастический фильм Стивена Спилберга «Парк юрского периода», зрители были потрясены реалистичными моделями динозавров, которые буквально ожили на экранах кинотеатров. Наиболее впечатляющим героем фильма, вне всяких сомнений, стал тираннозавр рекс (Tyrannosaurus rex), двенадцатиметровый хищный ящер, обладатель пасти, в которую могла без труда провалиться взрослая коза, и торчащих наружу огромных зубов.
Долгое время ученые полагали, что именно так выглядела морда тираннозавра при жизни: дескать, его зубы были слишком большими относительно размеров черепа, чтобы уместиться за губами, да и у современных родственников динозавров, крокодилов, никаких губ, даже по-ящеричьи тонких, нет и в помине. Осторожные предположения о более сложной структуре лицевых тканей динозавра основывались на строении эмали зубов, которая при жизни должна была постоянно увлажняться — полуводные крокодилы явно не сталкиваются с этой проблемой. Но до сих пор не проводилось всеобъемлющего анализа структуры зубов и лицевых костей тираннозавра, который позволил бы поставить точку в этом вопросе.
Во-первых, стоит отметить, что, хотя крокодилы — ближайшие рептильные родственники динозавров, их эволюционные линии разделились как минимум в начале триаса, около 248 миллионов лет назад, после чего развивались независимо. Вдобавок, современные крокодилы — крайне специализированные полуводные хищники, развившие многочисленные адаптации к своему образу жизни. Наконец, если посмотреть на зубы наземных родственников крокодилов, таких как позднетриасовый гесперозух (Hesperosuchus agilis), то можно увидеть, что его зубы скорее напоминали зубы хищных динозавров, а не зубы нынешних крокодилов. Иными словами, перенося крокодильи черты строения на динозавров, мы словно бы пытаемся восстановить облик примитивных приматов, глядя на современного человека, — а это как минимум странно.
Во-вторых, у хищных динозавров довольно тонкий эмалевый слой на зубах, намного тоньше, чем у млекопитающих с постоянно торчащими наружу зубами, таких как саблезубые кошки. Между тем, хотя эмаль считается самой твердой тканью в организме позвоночного животного, в случае торчащих из пасти зубов она будет постоянно высыхать и повреждаться во время кормления, сражения с соперником или банального прохождения сквозь густые заросли. Кстати, у крокодилов, чьи зубы торчат даже из закрытой пасти, эмаль неоднородна: на внешней поверхности зубов, обращенной наружу, она тоньше, чем на внутренней. Поскольку при недостатке влаги ткань эмали становится более жесткой и хуже сопротивляется истиранию, ассиметричные зубы крокодилов отражают положение зубов в их пасти. У динозавров же толщина эмали на внешней и на внутренней стороне зуба одинаковая (рис. 2).
Рис. 2. Сравнение строения зуба хищного дасплетозавра (близкого родственника тираннозавра; А–Е) и аллигатора (F–H): на внешней (B) и внутренней (C) стороне зуба дасплетозавра эмаль одинаковой толщины, тогда как у аллигатора можно заметить больший износ эмали на внешней стороне зуба по сравнению с внутренней (G). Обратите внимание, что непрорезавшийся зуб аллигатора (H) покрыт одинаково толстой эмалью с обеих сторон, то есть разная толщина эмали на функционирующем зубе — приобретенная черта. Рисунок из обсуждаемой статьи в Science
В-третьих, соотношение размеров зубов и черепов у хищных динозавров вполне сопоставимо с соотношением размеров зубов и черепов у хищных рептилий, особенно варановых ящериц. Более того, у современного варана Сальвадора (Varanus salvadorii), обитающего в Новой Гвинее, отношение высоты зубов к длине черепа (0,096) превосходит тот же показатель у самого крупного тираннозавра (0,074) — но зубы варана при этом полностью скрыты за его губами, хотя по «тираннозавровой» логике должны быть слишком велики для этого.
В-четвертых, существуют и другие черты строения, сближающие анатомию хищных динозавров с ящеричьей, а не крокодильей (рис. 3). К примеру, зубы динозавров не повернуты кнаружи, как у крокодилов, а располагаются в пасти параллельными рядами, как у варанов, да и по расположению отверстий в костях верхней челюсти (через них проходят нервы и кровеносные сосуды, снабжающие кровью десны и околоротовые ткани) череп тираннозавра скорее похож на череп ящерицы, чем крокодила.
Рис. 3. Сравнение челюстной анатомии варана (А), морской игуаны (B), аллигатора (С), гесперозуха (D) и тираннозавра (Е): обратите внимание, что у крокодила присутствует множество отверстий в верхней челюсти — там находятся рецепторы давления, позволяющие этим рептилиям тонко чувствовать движения воды и регулировать силу сжатия челюстей. Ни у ящериц, ни у тираннозавра таких отверстий нет, что может указывать на сходство ротовых тканей. Рисунок из обсуждаемой статьи в Science
Конечно, это относится только к хищным динозаврам с неспециализированной формой пасти — например, вряд ли губы были нужны беззубым овирапторозаврам или орнитомимозаврам, чьи челюсти наверняка покрывал роговой «чехол», как у современных птиц, или спинозавридам с их крокодильей формы головой, основу диеты которых наверняка составляла рыба и другие водные животные.
Наконец, в-пятых, ученые смоделировали закрытие пасти у тираннозавра с губами и без, чтобы проверить, насколько плотно смыкаются челюсти и помогает ли это избежать обезвоживания ротовой полости. Оказалось, что, закрывая полностью пасть «без помощи» губ, динозавр сломал бы себе челюсти: вдавливаясь в верхнюю челюсть, нижняя в конце концов либо раздавила бы некоторые мелкие кости, либо вышла бы из сустава (то есть вывихнулась). И напротив, в случае наличия губ и других мягких тканей вокруг рта челюстям динозавра не пришлось бы даже смыкаться «впритык»: зубы в расслабленном состоянии почти не перекрывались бы, что обеспечило бы им большую сохранность. Кстати, именно в таком положении находятся зубы при закрытой пасти у варанов, так что, реконструируя тираннозавра с «ящеричьими» губами, вполне можно обратить внимание и на другие детали анатомии ящериц.
Конечно, губы динозавров, если они у них действительно были, были совершенно не похожи на мягкие губы млекопитающих: эти ящеры не могли приподнимать их, рыча друг на друга, или вздергивать губу, принюхиваясь к новому запаху. Скорее всего, губы выполняли строго утилитарные функции по защите зубов и обеспечению мягкого смыкания челюстей. Также не исключено, что яркая окраска морды и губ, в частности, служила этим рептилиям для распознавания сородичей.
Наличие внеротовых тканей у некоторых хищных динозавров неминуемо должно было оказывать влияние на биомеханику и экологию их питания, помогая крупным хищникам разделывать туши их жертв. Ну мы с вами теперь будем ждать новых образов динозавров в научном палеоарте и популярной культуре
Рис. 4. Слева — кадр из фильма «Парк юрского периода» (1993), на котором тираннозавр с торчащими наружу зубами глотает тушу козы. Справа — рисунок Марка Уиттона, на котором в схожей позе обладающий губами тираннозавр отправляет в желудок тушу молодого эдмонтозавра
Источник: T. M. Cullen, D. W. Larson, M. P. Witton, D. Scott, T. Maho, K. S. Brink, D. C. Evans, R. Reisz. Theropod dinosaur facial reconstruction and the importance of soft tissues in paleobiology // Science, 2023. DOI: 10.1126/science.abo7877
Анна Новиковская, Elementy.