Воротники динозавров могли быть результатом полового отбора

Почему эволюция дала динозаврам такое разнообразие гребней и воротников на черепе, долго оставалось загадкой.

Dinosaur frills were likely the result of sexual selection
Протоцератопс был динозавром из отряда цератопсов мелового периода, выраставшим примерно до размеров овцы. Фото: Daderot/Wikimedia Commons

Новое исследование с использованием современных технологий и анализа больших данных дало свежий взгляд на то, могли ли некоторые из этих черт быть результатом полового отбора.

Динозавры известны своими причудливыми рогами и гребнями, и самый известный обладатель роскошного воротника, конечно же, трицератопс.

Эти животные, известные в науке как цератопсы, обладали большими рогами и встречающимися у многих видов шикарными воротниками. Долгое время велись споры о том, какую роль такие вычурные украшения играли в жизни самих животных.

Некоторые теории предполагали, что воротники использовались для защиты, другие — что они помогали в охлаждении этих больших травоядных. Также предполагалось, что они позволяли животным узнавать различных представителей своего собственного вида.

Четвёртая теория, впервые предложенная палеонтологом начала двадцатого века Францем Нопчей, предполагает, что вместо этого они играли роль в половом отборе. Этот термин означает, что определённые черты животного предпочитаются представителями противоположного пола, и из-за этого со временем они становятся более проработанными и причудливыми.

Но из-за того, что от многих видов динозавров осталось так мало окаменелостей, теорию полового отбора у этих вымерших существ чрезвычайно сложно доказать.

Доктор Эндрю Кнапп, научный сотрудник лондонского Музея естественной истории, применил современные технологии и анализ данных к черепам одного из видов цератопсов — протоцератопсам. Он хотел понять, может ли половой отбор объяснить, что происходило с их воротниками.

«У многих ископаемых животных есть необычные структуры и черты, которые не увидишь у нынешних существ, — объясняет Энди. — У протоцератопсов не было рогов, но зато имелся огромный воротник».

Протоцератопсы, которые были размером примерно с большую овцу, —  довольно часто встречающийся и хорошо изученный вид динозавров, живший на территории современной пустыни Гоби в Монголии.

Хотя Энди и его коллегам удалось показать, что воротник протоцератопсов, вероятно, эволюционировал в результате социального взаимодействия представителей одного вида, а не, например, для защиты, сложно однозначно сказать, был ли это результат полового отбора.

Результаты опубликованы в журнале Proceedings of the Royal Society B.

Сложный отбор

Структуры и черты, которые мы видим у ныне живущих видов, эволюционировали по большей части в процессе естественного отбора. Это происходит, когда условия окружающей среды способствуют выживанию особей с определёнными чертами, такими как рога или длинные шеи. Со временем эти черты становятся типичными для этих видов.

Однако есть и другая сила, известная как половой отбор. Вместо того чтобы помогать животному выжить, эти черты дают преимущество в конкуренции с представителями своего пола и предпочитаются противоположным полом. Таким образом эволюционируют экстраординарные характеристики, такие как павлиньи перья.

Dinosaur frills were likely the result of sexual selection
Черепа протоцератопсов имеют характерные большие воротники сзади; их функции пока точно не известны. Автор: Эндрю Кнапп.

Различия, возникающие у особей одного вида в зависимости от их пола, называются половым диморфизмом.

«Но люди пришли к пониманию того, что на самом деле половой отбор зачастую куда более сложен, чем просто «самцы — большие и яркие, а самки — простушки»», — объясняет Энди.

«И, хотя среди ныне живущих животных известно много примеров того, что самки выбирают самцов по размеру хвостовых перьев или по брачному зову, намного реже принимают во внимание, что самцы делают то же самое по отношению к самкам».

Например, у птиц вида большая конюга (Aethia cristatella) и самцы, и самки имеют чудесный хохолок на лбу из длинных, загибающихся вперёд чёрных перьев. Этот хохолок говорит о здоровье особи.

В этом случае, несмотря на то, что хохолок из перьев появился в результате полового отбора, он не привёл к половому диморфизму.

Dinosaur frills were likely the result of sexual selection
Большие конюги интересны не только тем, что пахнут мандаринами, но и тем, что особи разного пола выбирают друг друга по вычурным хохолкам, свисающим у них со лба. Авторство: budgora/Flickr CC BY-NC-ND 2.0

«Кажется, что всё немного сложнее, чем просто то, что самцы с более крупными чертами более репродуктивно успешны», — говорит Энди.

Глядя на окаменелости протоцератопсов, Энди и его коллеги поняли, что их находки так же сложны.

Детальный взгляд на протоцератопса

Энди смог изучить трёхмерные сканированные изображение 30 целых черепов протоцератопсов — это самый большой полный набор трёхмерных данных для одного вида динозавров. Они варьировались в размере от крошечных, принадлежавших только вылупившимся детёнышам, до полностью выросших взрослых, что дало ему серию полного роста вида.

Затем он сравнил различия в разных участках черепа и изменение его формы по мере роста животного. На основе этих данных он хотел найти свидетельства того, что форма воротников была результатом полового отбора.

У ныне живущих существ разные части тела растут с разной скоростью — это называется аллометрией. Когда аллометрия положительная, то есть определённая область растёт намного быстрее, чем остальные, это почти всегда признак полового отбора, как, например, рога у оленей.

Dinosaur frills were likely the result of sexual selection
Имея, возможно, наиболее полный набор сканированных трёхмерных изображений черепов одного вида динозавра от взрослых и до крошечных детёнышей, Энди смог взглянуть на полную серию роста протоцераптосов. Авторство: Эндрю Кнапп.

Положительная аллометрия часто развивается в таких частях тела, потому что она подчёркивает размеры тела. Более крупные и зрелые животные часто имеют и пропорционально более крупные характерные черты.

Закономерности роста воротников протоцератопса соответствовали этому правилу, что означает, что их воротники, скорее всего, были фактором полового отбора. Однако команде не удалось показать никакого полового диморфизма у протоцератопсов.

«Возможнл, это потому, что его и не было, или потому что различия были минимальными», — объясняет Энди.

«Различия между самцами и самками почти наверняка были, но довольно часто это различия в размере тела, то есть самки крупнее самцов или наоборот. Также это могло быть что-то ещё, например, окрас, который не сохранился».

Это означает, что, хотя воротники таких динозавров, как цератопсы, скорее всего, были результатом полового отбора, это невозможно доказать наверняка. Для вымерших животных нет способа определённо показать, что особи с конкретными чертами были более успешны и давали больше потомства.

И поэтому Энди и его коллеги заключают, что воротники были результатом более общего социально-полового отбора, который включает другие варианты социального поведения, связанные с такими вычурными украшениями.

«На самом деле, многие черты, предпочитаемые половым отбором, выполняют и дополнительные функции, такие как установка доминирования в популяции, что улучшает доступ особи к ресурсам: еде, воде и территории», — объясняет Энди

«Так что в действительности границы между половым и социальным отбором довольно размыты, и часто социальный отбор тоже может быть важным фактором».

_______________

Перевод: Антон Меньшенин, редактор Вера Круз, автор блога Обзоры фильмов и книг Веры Круз.

Источник: Dinosaur frills were likely the result of sexual selection 

Исследование — A. Knapp et al. Three-dimensional geometric morphometric analysis of the skull of Protoceratops andrewsi supports a socio-sexual signalling role for the ceratopsian frill, Proceedings of the Royal Society B: Biological Sciences (2021). DOI: 10.1098/rspb.2020.2938

Добавить комментарий

Заполните поля или щелкните по значку, чтобы оставить свой комментарий:

Логотип WordPress.com

Для комментария используется ваша учётная запись WordPress.com. Выход /  Изменить )

Google photo

Для комментария используется ваша учётная запись Google. Выход /  Изменить )

Фотография Twitter

Для комментария используется ваша учётная запись Twitter. Выход /  Изменить )

Фотография Facebook

Для комментария используется ваша учётная запись Facebook. Выход /  Изменить )

Connecting to %s