Российские ученые реконструировали мозг динозавра

Палеонтологи из Санкт-Петербурга создали первую подробную виртуальную 3D-модель мозга и кровеносных сосудов головы анкилозавра — травоядного динозавра, фрагменты черепа которого были найдены в Узбекистане. Результаты исследования опубликованы в журнале Biological Communications.

Анкилозавры появились на Земле в середине юрского периода — около 160 миллионов лет назад — и существовали до конца эры динозавров, которая закончилась 66 миллионов лет назад. В ходе исследования авторы исследовали фрагменты ископаемых черепов анкилозавра Bissektipelta archibaldi, обнаруженные во время серии международных экспедиций в конце 1990-х и начале 2000-х годов в местности Джаракудук в пустыне Центральный Кызылкум в Узбекистане.

Этот район известен многочисленными находками окаменелостей различных представителей древней фауны возрастом около 90 миллионов лет — динозавров, птерозавров, крокодилов, птиц, млекопитающих и других позвоночных.

Авторам исследования — палеонтологам из Санкт-Петербургского университета вместе с коллегами из Зоологического института РАН и Национального музея естественной истории Смитсоновского института США удалось по трем фрагментам черепа сделать первую в России трехмерную компьютерную реконструкцию эндокаста динозавра — цифровой слепок его мозга.

Биссектипельт — травоядный динозавр, чем-то похожий на современного броненосца. Он был покрыты толстой броней, а иногда даже имел костяную булаву на хвосте. Ученые выяснили, что динозавр имел чрезвычайно развитое обоняние и слышал низкочастотные звуки. Его мозг был в полтора раза меньше, чем у современных животных того же размера, и обладал функцией охлаждения.

"Благодаря развитию за последние 15–20 лет компьютерной томографии мы получили возможность больше и больше узнавать о мозге динозавра и его структуре, — приводятся в пресс-релизе Санкт-Петербургского университета слова ведущего автора статьи Ивана Кузьмина. — Мы решили переописать Bissektipelta archibaldi, и нам удалось выяснить его место на филогенетическом дереве анкилозавров. С помощью КТ была выполнена трехмерная реконструкция эндокаста его полости мозга. Важно понимать, что цифровой "состав" мозга — это еще не сам мозг".

После кропотливой работы, которая длилась три года, ученым удалось выяснить, что значительная часть мозга Bissektipelta archibaldi — около 60 процентов объема полушарий — была занята обонятельными луковицами. По мнению авторов, это помогало животному искать еду, представителей противоположного пола и вовремя чувствовать приближение хищников. Обоняние у биссектипельта было почти таким же хорошим, как у знаменитого хищника Tyrannosaurus rex, у которого обонятельные луковицы занимали 65-70 процентов объема больших полушарий мозга.

"Другая интересная особенность анкилозавра, о которой мы узнали, — это его способность в буквальном смысле охлаждать мозг, — рассказывает Кузьмин. — Сеть вен и артерий в его головном мозге оказалась очень сложной: они не шли в одном направлении, но постоянно переплетались друг с другом, как система железнодорожных путей. Кровь могла течь в разных направлениях и перераспределяться, поддерживая оптимальную температуру мозга животного. Например, если верхняя часть головы анкилозавра нагревалась, сосуды быстро отводили теплую кровь и создавали эффект экранирования — как будто динозавр надевал шляпу от солнца".

Кроме того, эндокринная сосудистая сеть анкилозавров оказалась более похожей на сосуды современных ящериц, чем у дошедших до нас более близких родственников динозавров — крокодилов и птиц.

Палеонтологам удалось восстановить и строение внутреннего уха древнего животного. Его анатомия предполагает диапазон звуков, которые мог слышать анкилозавр, — от 300 до 3000 герц. Это довольно низкие частоты, которые должны соответствовать более крупным размерам самого животного.

"Современные виды животных характеризуются определенными соотношениями размеров мозга и тела. Чем крупнее современные животные, тем более низкочастотные звуки они слышат и издают, — продолжает ученый. — Если вы посмотрите на динозавров, то анкилозавры и их ближайшие родственники стегозавры как бы стоят в стороне. Масса их мозга оказалась, по крайней мере вдвое меньше, чем мы ожидали, основываясь на сравнении с современными животными. У трехметрового биссектипельта — около 26,5 граммов. Это как два грецких ореха. Тем не менее, анкилозавры существовали на планете в течение 100 миллионов лет и были довольно успешны с точки зрения эволюции. Однако, судя по размеру их обонятельных луковиц, они чувствовали запах быстрее, чем думали".

Авторы предполагают, что в ходе эволюции анкилозавры увеличивались в размерах, но чтобы понять, насколько велик был сам мозг, как располагались его части и где точно размещались сосуды и нервы, нужны дальнейшие исследования.