Сотни миллионов лет назад, когда по Земле бродили динозавры, штормы уже тогда выбрасывали на берег морские водоросли и другой органический материал. И, как выяснилось, древние ящеры не брезговали этой «морской подкормкой». Новое исследование раскрывает неожиданную сторону жизни динозавров: некоторые из них, похоже, дополняли свой рацион дарами моря, которые волны приносили прямо к их ногам.
Что такое морское субсидирование и при чем тут динозавры
Штормы регулярно выносят морской материал на берег, обеспечивая пищей наземных животных и других организмов. Это явление известно как морское субсидирование (МС). Сегодня МС особенно распространено в прибрежных экосистемах и становится особенно важным для животных, когда наземные экосистемы производят меньше пищи, чем обычно, например, во время засух.
Новое исследование показало, что динозавры и их добыча тоже могли есть морепродукты, выброшенные на пляжи. По словам первого автора доктора Клейтона Форстера, геолога из Университета Арканзаса, прибрежные наземные организмы в тепличных климатах мелового периода полагались на морские ресурсы для дополнения своего рациона так же, как это делают современные организмы.
Исследователи смогли определить, что морские ресурсы передаются по пищевой цепи и включаются в минералы костей и зубов динозавров, крокодилов, черепах и рыб.
Тайна зубов динозавров
Ключ к разгадке крылся в химическом составе окаменелостей. Растения содержат «легкие» (C-12) и «тяжелые» (C-13) изотопы углерода. Отношение этих изотопов, выраженное как δ13C, представляет собой химический «отпечаток», который переходит из пищи в организм потребителя. Когда животное ест, значение δ13C встраивается в зубную эмаль, где оно оказывается выше, чем в пище. У живых животных эта разница составляет 11–13 частей на тысячу.
Однако у зубов динозавров эта разница постоянно была выше, что создавало загадку вокруг их углеродных сигнатур. Значения δ13C у динозавров также оказывались выше ожидаемых для животных, питающихся только наземными растениями, у которых меньше значение δ13C по сравнению с большинством морских растений. Если динозавры или их добыча перекусывали морской материей, это могло бы объяснить несоответствие.
Как проводилось исследование
Чтобы проверить эту гипотезу, исследователи использовали окаменелости с памятников, которые когда-то были прибрежными вдоль Западного внутреннего моря — обширного внутреннего моря, которое около 100 миллионов лет назад разделило Северную Америку на два материка — и древнего побережья Мексиканского залива. Также были включены окаменелости с участков, не имеющих выхода к морю.
Эти места образовались в раннем альбийском периоде (около 113–107 миллионов лет назад) или раннем сеноманском периоде (примерно 100–96 миллионов лет назад). Команда использовала порошок из окаменелостей для анализа изотопного состава обоих периодов и определила широты, на которых обитали организмы.
Анализы показали, что значение δ13C в окаменелостях с прибрежных памятников было выше, чем у окаменелостей из формации, находящейся в глубине континента. Оно также было постоянным среди прибрежных участков, независимо от широты или возраста. Это исследование стало первым, выявившим морское субсидирование в доисторических экосистемах.
Подозреваемый: морские водоросли
По словам Форстера, организмы, обитающие на побережье, должны были съесть какую-то органическую материю из океана или добычу, которая это сделала. Эта тенденция встречается как у рыб, так и у мегатравоядных и указывает на то, что дополнительный источник углерода должен был находиться низко в пищевой цепи, чтобы повлиять как на водных, так и на наземных животных.
Источник также, вероятно, был организмом, который жил в прибрежных, но не внутренних районах и оставался доступным на протяжении многих миллионов лет. Форстер отмечает, что немногие организмы соответствуют этим критериям, кроме морских макроводорослей или макрофитов — морских водорослей.
Учитывая почти повсеместное поведение крупных прибрежных травоядных сегодня, когда они дополняют рацион водорослями, вероятно, большинство выбранных травоядных динозавров не были исключением.
Не все динозавры ели морскую пищу
Важно отметить, что не все динозавры использовали морские ресурсы. Tenontosaurus tilletti, крупный травоядный динозавр, встречающийся во многих местах мелового периода, например, не использовал морские источники пищи. Его значение δ13C оказалось похожим на значение живых животных, питающихся наземными растениями.
Следовательно, более высокие значения δ13C, вероятно, отражают пищевые предпочтения, а не геологические процессы, которые изменили химические следы в зубной эмали после смерти животных.
Что это значит для науки
Хотя набор данных ясно демонстрирует морское субсидирование в прибрежных отложениях, изученных исследователями, ему недостает данных по полярным и экваториальным широтам раннего альбийского и раннего сеноманского периодов. Будущие исследования должны определить, было ли МС распространенным на разных широтах и в другие периоды, например, в предшествующий юрский период или последующий ранний кайнозойский период.
Форстер заключает, что их исследование подчеркивает связи между наземными и морскими экосистемами. Они тесно переплетены и существуют уже сотни миллионов лет. Это подчеркивает важность экологических связей во времени и пространстве и их защиту там, где они существуют сегодня.
Почему это важно сегодня
Современные экосистемы тоже зависят от морских субсидий. Исследования показывают, что морские ресурсы поддерживают прибрежных хищников, таких как медведи, волки и лисы, особенно в периоды, когда наземная пища скудна. Понимание этих связей помогает ученым лучше оценивать уязвимость экосистем и разрабатывать стратегии их сохранения.
Открытие того, что динозавры тоже полагались на морские ресурсы, добавляет важный штрих к картине древних экосистем. Оно показывает, что связи между сушей и морем были важны на протяжении сотен миллионов лет, задолго до появления человека.
Результаты исследования опубликованы в журнале Frontiers in Ecology and Evolution.
Изображение: пять образцов из формации Кловерли. Источник: Сэм Нобл, Музей естественной истории Оклахомы/Клейтон Форстер.
