Берлин-Ихтиозавр. Тайна древнего кладбища рептилий в Неваде

230 миллионов лет назад в океане господствовали шонизавры размером с кита. Кластер окаменелостей предлагает увлекательное представление о том, как они жили, исходя из того, где они умерли. Берлин, штат Невада, является сокровищницей для палеонтологов. Прямо по дороге от ныне заброшенных золотых и серебряных рудников коллекция костей в скале намекает на ещё более богатое прошлое.

Государственный парк Берлин-Ихтиозавр изобилует десятками окаменелостей древних морских рептилий. Это костяное ложе настолько обильное и странное, что исследователи десятилетиями ломали над ним голову. «Есть места с гораздо более плотным нахождением скелетов ихтиозавров, в том числе места в Чили и Германии», — говорит Ник Пайенсон, куратор ископаемых морских млекопитающих в Смитсоновском национальном музее естественной истории. «Но загадка этого места, Берлин-Ихтиозавр в восточной Неваде, действительно долгое время не поддавалось объяснению».

В одном конкретном карьере, по крайней мере, семь особей из рода Shonisaurus — раздувшегося дельфина размером с автобус с четырьмя ластами, похожими на конечности, — лежали друг на друге.

Одна из них предполагает, что животные застряли на мелководье и погибли группой около 230 миллионов лет назад. Или, может быть, их погубило извержение вулкана. У Пайенсона была ещё одна догадка, которую его команда проверила с помощью 3D-визуализации места, а также окаменелостей и других подсказок в геологической летописи.

19 декабря этого года в журнале Current Biology команда Пайенсона представляет доказательства того, что шонизавры пришли туда для размножения. Команда приходит к выводу, что животные мигрировали на большие расстояния, чтобы родить, как это делают некоторые современные киты. Открытие представляет собой не только пример «конвергентной эволюции», при которой одни и те же черты независимо развиваются у разных видов, но и самый древний пример групповой миграции к определённому месту отёла. «Они приводят довольно убедительные доводы», — говорит Лене Либе Дельсетт, палеонтолог позвоночных из Университета Осло, Норвегия, которая не участвовала в исследовании. «Ихтиозавры были первыми крупными морскими четвероногими. И на протяжении всего триаса они довольно сильно варьировались, так что разнообразие было большое. Это просто очень интересный период времени, о котором нужно узнать больше».

История происхождения шонизавров начинается со смерти — большинства из них. Около 251 миллиона лет назад, между пермским и триасовым периодами, в результате крупнейшего вымирания на Земле было уничтожено около 95 процентов всех морских видов. Это так называемое «Великое вымирание» косило разнообразные виды существ в океане. Некоторые из животных, которые выросли на своих местах, оказались более странными и большими, чем когда-либо до этого. Последовавший триасовый период положил начало эволюционной гонке вооружений. Добыча эволюционировала в более прочный панцирь и стала более подвижной, хищники прогрызали панцири аммонитов и охотились на рыбу лучше, чем когда-либо, и так далее. Ихтиозавры, которые эволюционировали из наземных рептилий в новые виды различных размеров, отчасти сдерживали это давление и быстро доминировали в океане.

В частности, род Shonisaurus стал одним из крупнейших морских хищников. «Они достигли размеров китов раньше всех», — говорит Пайенсон. Пайенсон специализируется на млекопитающих, которые отделились от рептилий около 325 миллионов лет назад. Но древние морские рептилии, такие как отряд ихтиозавров, имеют много общего с существующими морскими млекопитающими. Их предки пришли с суши, они были живородящими, у них были похожие ласты, и они четвероногие, то есть имеющие четыре конечности. И Пайенсон хорошо разбирается в такого рода тайнах.

Около десяти лет назад в Атакаме, Чили, он и его южноамериканские коллеги использовали трёхмерное картирование и химический анализ, чтобы показать, что плотное скопление по крайней мере из 40 окаменелых китов должно было погибнуть от ядовитого цветения водорослей 7-9 миллионов лет назад. «Это было чёткое доказательство концепции и удивительное открытие», — говорит Пайенсон, потому что 3D-сканирование позволяло анализировать данные вдали от фактического места в течение длительных периодов времени. Это было инновационно, потому что ни один из этих ископаемых китов никогда не покидал Чили.

Когда дело дошло до тайны кладбища в Неваде, учёный вспоминает разговор с палеонтологом и соавтором исследования Нилом Келли из Университета Вандербильта о конвергентной эволюции черт, общих для ихтиозавров и морских млекопитающих. «Мы собрались вместе, — говорит Пайенсон. – И раздумывали, а что, если бы конвергенция происходила не только в анатомии, но и в поведении?»

Они обратились к химическому отбору проб и огромным 3D-сканам участка, чтобы проверить некоторые гипотезы. Лазеры дальнего действия позволили исследователям оцифровывать огромные поверхности (например, окаменелости) вплоть до сантиметрового масштаба. Полученное «облако точек» показывает, где в пространстве находится каждый скелет. «Когда вы сталкиваетесь с такими большими частями скелета, которые к тому же распределены по очень большой площади, — говорит Пайенсон, — одна фотография на самом деле не даёт данных, необходимых для проверки идей. Именно здесь создание неискажённой 3D-модели имеет свои огромные преимущества».

Во-первых, основываясь на геологических данных с места, они исключили одну из предыдущих теорий: массовое выбрасывание на мель. Аргиллиты и карбонатные отложения вокруг образцов указывают на то, что это место находилось глубоко под водой. Команда также отвергла версию о смертельном извержении вулкана — они не обнаружили контрольных сигналов, таких как повышенный уровень ртути в породе. Затем они попытались выяснить, что ещё могло произойти. Судя по местоположению, они сделали вывод, что, хотя вода была глубокой, место было недалеко от берега.

Самая большая подсказка, которую команда заметила при анализе окаменелостей, — это их демографические данные. Каждый был либо очень большим, либо очень маленьким — достаточно крошечным, чтобы быть эмбрионом или новорождённым. «Мы подозреваем, что это останки недавно родившихся или будущих ихтиозавров того времени», — говорит Пайенсон. — Ничего другого мы там не находим». Отсутствие подростков свидетельствует о том, что это был групповой питомник или место отёла, и, учитывая преобладание костей, они считают, что эти животные продолжали приходить сюда на протяжении сотен тысяч лет. Пайенсон считает, что это свидетельствует о разделении мест, где животные ели, и мест, где они рожали. «Они путешествуют на огромные расстояния, чтобы кормиться в одном месте и рожать в другом», — говорит он. «Это поведение, которое мы наблюдаем у современных крупных океанских хищников, включая крупных китов и акул».

Учёные также не находили в этом месте следов крупной добычи, которая могла бы поддерживать таких крупных ихтиозавров. Это совпадение поведения таких разных видов завораживает Пайенсона. Акулы появились задолго до ихтиозавров. Киты эволюционировали намного позже. Но такое же поведение продолжает возникать. По словам Дельсетт, в полевых условиях размножение изучено недостаточно, хотя «это самое главное, чем занимаются животные». Дельсетт высоко оценивает тщательность нового исследования и уже думает о том, как использовать его уроки в своей работе. Она изучала местонахождение около 30 ихтиозавров на Шпицбергене, норвежском архипелаге недалеко от Северного полюса. «У нас есть один вопрос, на который мы так и не ответили: почему так много ихтиозавров на одном участке? Это хорошая основа. Я могу использовать все эти направления исследований».

Марк Макменамин, палеонтолог из колледжа Маунт-Холиок, не участвовавший в исследовании, согласен с тем, что методология лазерного сканирования, разработанная командой, ценна для этой области. Однако он не согласен с их интерпретацией. Макменамин давно утверждает, что странное место в Неваде — дело рук гигантского древнего головоногого моллюска, похожего на кальмара или осьминога, который убил шонизавров и преднамеренно упорядочил их кости. Макменанин отмечает закономерности в скелетах: частичный хвост, к которому больше ничего не прикреплено, может быть последствием убийства; укладывание в определённом порядке ископаемых костей может свидетельствовать о преднамеренных манипуляциях. «Они охотились в воде, и там было что-то ещё – существо, которое начало охотиться на них», — говорит он. (Эта гипотеза, известная как «триасовый кракен», не была подтверждена экспертной оценкой.)

Пайенсон категорически отвергает гипотезу Кракена. «Я бы снисходительно сказал, что это неправдоподобная и непроверяемая гипотеза», — говорит он. «Это предполагает существование таксонов и поведения, для которых у нас нет никаких доказательств». Он говорит, что на этом одиноком скелете хвоста нет следов хищничества, как и следов зубов. А мозаичные изображения, отмеченные Макменамином, могут просто выглядеть правильными, потому что кости выровнялись, как домино.

Тем не менее, эти две идеи показывают, что некоторые детали, произошедшие 230 миллионов лет назад, просто непознаваемы. Например, в новой статье не объясняется, как на самом деле погибли эти ихтиозавры. Возможно, мы никогда не узнаем, как говорит Пайенсон. Место окаменелостей, по его словам, было «сильно деформировано в результате тектонизма и именно такого количества геологического времени — кости не так хорошо сохранились».

Иногда новые данные или методы могут удивительным образом демистифицировать ископаемые. Палеонтологи привыкли думать, что шонизавры были беззубыми фильтраторами, как современные крупные киты, поедающими мелкую добычу, попадающую им в рот. Затем они нашли взрослых особей с зубами. Шонизавр, возможно, даже охотился на других ихтиозавров. «Мы не знаем. Это одна из многих загадок», — говорит Пайенсон. «Нам очень трудно реконструировать эту пищевую цепь».

Неудовлетворительные ответы — это лишь часть работы, продолжает учёный: «Мы делаем всё возможное, перемещаем мяч как можно дальше вглубь поля, а остальное предоставляем следующему поколению исследователей».