Хотите больше узнать о динозаврах? Охота за ископаемыми может быть изнурительной, но обычно она не сложной. Палеонтологи, как правило, работают с вещами, которые были мертвы миллионы лет, превратились в камень и перестали пахнуть. В конце дня исследователи просто должны отряхнуться и постирать грязные ботинки и потную одежду. Но для нового исследования, изучающего экосистемы, в которых жили динозавры, команда палеонтологов обнаружила, что они соскребают болотных кроликов и броненосцев у шоссе в Луизиане.

Исследователи спасают ткань от броненосца. Фото: Том Каллен

«Мы хотим знать, что ели динозавры и какова была их среда обитания, но прежде чем мы сможем это сделать, мы должны понять, какова была их среда обитания. Нам нужно взглянуть на подобные ситуации сегодня », — говорит Томас Каллен, ведущий автор исследования в Королевском обществе открытых наук и научный сотрудник Чикагского полевого музея. Более конкретно, Каллен и его команда должны были посмотреть на останки животных, живущих в тех же условиях сегодня. Более конкретно, им нужно было посмотреть на химический состав останков этих животных.

«Вы то, что вы едите, более или менее», — объясняет Каллен, который получил докторскую степень в Университете Торонто и в Королевском музее Онтарио под руководством соавтора Дэвида Эванса. «Существуют естественные варианты элементов, называемые стабильными изотопами — версии атомов элементов, которые легче или тяжелее в зависимости от того, сколько нейтронов они содержат. Различные растения содержат различные относительные количества тяжелых или легких стабильных изотопов для конкретных элементов, таких как углерод и кислород, и когда животные едят эти растения или едят других животных, которые питаются этими растениями, они включают эти изотопы в свои ткани».

И эти изотопы не обязательно исчезают, когда животное умирает, или даже когда оно окаменело. Стабильные изотопы, сохраняющиеся в костях или зубах животных, могут оставаться нетронутыми в течение десятков миллионов лет, что означает, что ученые могут анализировать изотопы, присутствующие в окаменелости, и получить некоторое представление о том, что съело это животное и где оно упало в пищевой цепи. Изотопы якобы могут быть окном в жизнь динозавров.

Однако в этой предпосылке есть потенциальный недостаток — многие ученые не знают о том, как динозавры и другие вымершие животные распределяют среду обитания и ресурсы в своих экосистемах, и неясно, насколько хорошо этот вид изотопного анализа часто используется млекопитающие, живущие в более сухих лесах или на равнинах, смогут точно определить рационы различных групп животных, живущих в болотистой и фрагментированной местности. Решение Каллена и его команды состояло в том, чтобы сравнить аналитический метод с современной экосистемой, аналогичной той, в которой жили динозавры, и посмотреть, сможет ли изотопный анализ правильно предсказать рацион современных животных.

Аллигатор, чьи ткани были проанализированы для этого исследования

Аллигатор, чьи ткани были проанализированы для этого исследования, предоставлен исследователям семьей Лэндри, которые снимаются в канале «История» на «Болотных людях». Фото: Том Каллен

«Мы хотели проверить, действительно ли методы стабильных изотопов, которые мы обычно имеем в наличии, действительно работают для палеонтологии динозавров, и особенно для характеристики древних водно-болотных экосистем. Итак, мы проверили эти методы в современной прибрежно-пойменной лесной экосистеме, где мы уже примерно знаем правильные ответы», — говорит Каллен. «Это было упражнение на должную осмотрительность, и оно включало в себя игру с большим количеством Roadkill».

Команда направилась к бассейну реки Атчафалайя, крупнейшему болоту страны. В самом центре Луизианы он сильно пахнет, а дороги, пересекающие болота и бухты, обеспечивают постоянное снабжение дорог. «Изначально мы планировали поездку в этот район, чтобы встретиться с людьми из Департамента дикой природы и рыболовства штата Луизиана, исследователями и сотрудниками коллекций в местных университетах и ​​музеях, а также с местным натуралистом. Но люди, занимающиеся рыбной и дикой природой, были достаточно любезны, чтобы предоставить нам специальное разрешение на использование для сбора образцов, поэтому мы провели несколько дней, разъезжая и собирая дорожные убийства между встречами», — говорит Каллен. «На самом деле мы не ожидали, что он будет слишком успешным, но на самом деле он оказался очень эффективным. Мы собрали что-то около 40-50 образцов, представляющих около 15 видов в первые пару дней езды.

Сбор ста с лишним образцов дорожного убийства стал новой задачей для команды, хотя Каллен отмечает, что «биологи имеют репутацию постоянно собирающих мертвые вещи». «Первые несколько были действительно грубыми», — вспоминает он. «Сначала мы нашли енота, который выглядел хорошо, но его мех ползал личинками, поэтому мы подошли к его рту, чтобы вытащить зуб. Вся челюсть выскользнула изо рта. Это было действительно отвратительно, но мы потеряли чувствительность».

Как только образцы ткани вернулись в лабораторию, команда проанализировала их в масс-спектрометре, машине, которая анализирует атомные массы элементов, присутствующих в образце, и обеспечивает соотношение тяжелых и легких стабильных изотопов интересующих элементов. Полученные результаты были немного размытыми — если бы исследователи не знали, что едят еноты и аллигаторы, анализ, основанный на изотопах, не смог бы точно их определить. «Мы выяснили, что система не очень строгая и сухая. В идеале вы сможете различить каждое животное по тому, что оно ест и где в среде обитания оно живет. Проблема в том, что в этой раздробленной болотистой местности животные имеют очень разнообразные рационы, поэтому они не выделяются в красивые маленькие коробочки », — говорит Каллен. 

С имеющимися в настоящее время ресурсами обычные стабильные изотопы, такие как углерод и кислород, могут не быть идеальным инструментом для объединения мелкомасштабных диет и предпочтений динозавров. Тем не менее, отмечает Каллен, будущие исследования, отслеживающие изменения в структуре стабильных изотопов в течение более длительных периодов времени и использующие изотопы, которые лучше отслеживают структуру пищевой сети, могут дать более многообещающие результаты. «Традиционный способ изучения ископаемой стабильной изотопной экологии с использованием углерода и кислорода может оказаться не таким подходящим для динозавров или любого животного в прибрежных пойменных лесах, как мы надеялись», — говорит Каллен. «На самом деле для решения этой проблемы может потребоваться использование более экзотических стабильных изотопных систем, которые действуют так же, как азот в мягких тканях, концентрируя или истощая пищевую цепь, но которые способны сохраняться в твердых тканях и в результате превращаются в окаменелости».

Когда его спросили, стоила ли конечная цель исследования — найти лучшие способы узнать, что ели динозавры, — стоит ли вырывать зубы из гниющих енотов на солнце Луизианы, Каллен сказал: «Геологические данные дают нам возможность понять, как экология развивается и изменяется со временем и реагирует на такие вещи, как изменение климата. Понимая экологию в максимально возможной степени, как в прошлом, так и в настоящем, мы можем делать прогнозы о том, что произойдет в будущем ». Кроме того, он отмечает:« Всегда круто думать о том, что делали динозавры».

По материалам phys.org