Диметродон

©Victor_Zubeldia_Dimetrodont-web

ДИМЕТРОДОН (Dimetrodon).

1) Хищные синапсиды, обитавшие в раннем Пермском периоде (ок. 295 – 272 млн. лет назад) на достаточно обширной территории современных Северной Америки и Европы. Широкое географическое распределение и длительность существования этих хищников, — говорит об успешной специализации и приспособленности к условиям обитания. И многочисленные окаменелости Dimetrodon являются явным доказательством данного факта. Dimetrodon относят к «зверообразным» рептилиям, — четкая дифференциация зубов (клыки функционально отделены от резцов) и наличие подвисочного отверстия на черепе, — роднят эту группу животных с предками млекопитающих, однако прямых эволюционных связей пока не установлено.

2) Dimetrodon в своей экосистеме, вероятно, был доминирующим наземным хищником, однако его размерные характеристики, — существенно варьировались: в длину он мог составлять от 1,7 до 4,6 метра и весом от 28 до 250 кг. Крупнейший из известных видов является Dimetrodon angelensis, — в длину ок. 4, 6 м., а наименьшим, — Dimetrodon teutonis (ок. 60 см.).

3) Череп высокий и узкий, глазницы расположены высоко и далеко назад в черепе. На кончике морды, – небольшая выпуклая костная дуга. Размер зубов по длине челюстей сильно варьируется:  Dimetrodon был одним из первых животных с четкой дифференциацией зубов; два длинных клыка на верхней челюсти, большие резцы на кончиках верхней и нижней челюстей, по длине челюстей, — более мелкие зубы, которые обладают очень своеобразной и специфической каплевидной формой, — широкие с концов и суживаются к основанию.

4) Как и у многих других ранних Synapsids, — зубы большинства видов Dimetrodon, — зубчатые по краям, причем зубцы настолько мелкие и тонкие, что первоначально их посчитали микротрещинами, причем подобные трещинки по краям клыков имеются у хищного теропода Albertosaurus, — это очень эффективный природный механизм, предотвращающий поломку и образование механических трещин на зубах при большом динамическом воздействии. Однако у Albertosaurus система трещин более специализированная, — каждая трещинка чередовалась с «ложной» трещинкой (костной складкой), что увеличивало прочность зуба и не давало внешнему давлению распространяться на более широкую плоскость (J. L. Alber, 2001). Но у Dimetrodon, — еще на наблюдается такая узкая приспособленность и адаптация.

5) Подвисочные отверстия на череп позволяют крепиться мощным челюстным мышцам, которые обеспечивали их быструю работу и вполне могли создавать основу для жевательных движений. Кроме того, у Dimetrodon наблюдается большее (по сравнению с другими Палеозойскими четвероногими) развитие венечного отростка, что обеспечивало возможность широкого зева для более эффективного укуса.

6) Во внутренних костных структурах, образующих носовое отверстие, имеются своеобразные гребни (nasoturbinals), которые поддерживали специальные хрящевые гребни, что, в свою очередь, способствовало увеличению обонятельного эпителия, — т.е. ткани, обеспечивающей обнаружение запаха, на достаточно большом расстоянии. Однако указанные гребни были значительно меньше по размерам, по сравнению с более поздними Synapsids (из поздней Перми и Триаса), что говорит о более объемных слизистых оболочках носа у поздних видов. Причем данный факт некоторые ученые интерпретируют как доказательство теплокровности зверообразных рептилий, — объемные слизистые оболочки необходимы для нагревания и увлажнения поступающего воздуха.

7) Наиболее отличительной чертой Dimetrodon, — является высокий костистый парус, образованный чрезмерным удлинением нейронных шипов спинных позвонков. Причем следует отметить весьма своеобразную особенность: сам шип на всем протяжении от самого позвонка до самого кончика – меняет свое сечение, — совсем рядом позвонком шип имеет прямоугольное сечение, а ближе к своему завершению приобретает форму восьмерки – т.е. образуется своеобразная канавка по обе стороны от самого шипа. Ученые отмечают, что подобная структура придает шипу дополнительную прочность и эффективно противостоит изгибам и переломам (Rega E., Sumida S., Noriega K., etc. 2005). Однако исследования структуры спинных шипов одного образца Dimetrodon giganhomogenes показали, что в процессе жизни – форма позвонковых шипов может меняться, так у этого образца ближе к середине шипа – его сечение из прямоугольного приближается к более округленной форме (ближе даже к восьмиграннику).  Микроскопическая анатомия каждого шипа – варьируется на всем протяжении от основания до кончика, это говорит о том, что некоторые участки шипа (ближе к основанию) были больше покрыты тканями и мышцами, ближе к завершению – покрытие шипа было значительно меньше (шип в этой части почти совсем гладкий). У основания, — шип и сам позвонок имеют шероховатую поверхность, что свидетельствует о значительном объеме прикрепленной мышечной ткани. Причем надкостная структура  имеет многочисленные канавки, что говорит о наличии многочисленных кровеносных сосудов, которые, вероятно, быстро наполняли поверхность паруса. По всей длине позвоночника выделяется достаточно широкий единый кровеносных канал, который, вероятно, являлся основным для многочисленных ответвлений. Некоторые образцы Dimetrodon имеют явно выраженные признаки заживленных повреждений на спинных шипах, причем сам характер таких отметин свидетельствует о достаточно быстрых темпах заживления, и костистый нарост, образовавшийся на таких местах имеет многочисленные канавки от кровеносных сосудов, что говорит о значительном их присутствии на тканях, окружающих шипы. Шип на всем протяжении не всегда сохраняет прямолинейную структуру, — у некоторых образцов Dimetrodon – ряд шипов загнуты в сторону, что, в свою очередь, говорит о том, что сам кожистый парус покрывал шип не на всем его протяжении, а возможно только до середины, тем самым не «придерживая» верхние отделы шипа (как это часто изображено на иллюстрациях).

8) Палеонтологи предложили достаточно много обоснований функционального назначения паруса Dimetrodon: первые предположения говорили о том, что это средство камуфлирования, — так зверь скрывался в прибрежных зарослях, а костистые отростки придавали сходства с ветвями растений, а сам парус выступал в роде именно «паруса» — позволяя ловить ветер и без особых усилий перемещаться по водной поверхности (Kalogirou S. A., Tassou S.A., Wroubel L. 2001); другие специалисты утверждают, что парус играл роль своеобразного стабилизатора при ходьбе, не позволяя позвоночнику сильно изгибаться из стороны в сторону, когда Dimetrodon заносил лапы (наподобие современных ящериц и варанов) (Rega E., Sumida S., Noriega K., etc. 2005). Однако терморегуляционная функция, — является преобладающим объяснением наличия паруса Dimetrodon. Впервые ее предложили еще в 1940 г. палеонтологи Alfred Romer и Llewellyn Ivor Price, которые указали, что с помощью такого паруса Dimetrodon согревал свое тело, подставляя его лучам солнца. В 1973 г. в журнале Nature специалисты C. D. Bramwell и P. B. Fellget опубликовали свое исследование, в соответствии с которым Dimetrodon весом около 200 кг., разогревал свое тело в течение 1,5 часа с 26 градусов до 32, однако в 1986 г. Steven C. Haak опроверг указанные данные, пояснив, что процесс согревания мог занимать целых четыре часа, то есть, действительно, в течение дня Dimetrodon сохранял тепло достаточно эффективно, однако подобный механизм был чрезвычайно неэффективен в ночное время, и он не позволял сколько – нибудь долгое время сохранять тепло. В 1999 г. группа инженеров – механиков создали компьютерную модель с целью провести анализ эффективности паруса в зависимости от сезонности и установили, что парус был одинаково эффективен в любое время в течение года. Большинство подобных исследований выделяют две терморегулятивные функции паруса: как способ быстро согреться утром и быстро отдать тепло (остыть), когда температура тела повышалась до необходимого уровня. Предполагается, что большинство раннепермских наземных животных были хладнокровными и поэтому использовали солнечные потоки, чтобы поддерживать высокую температуру тела. Dimetrodon в силу своих размеров имел значительную тепловую инерцию, — то есть изменения его температуры тела происходили медленнее, чем у других, более мелких животных. То есть именно парус позволял Dimetrodon утром нагреться достаточно быстро, чтобы иметь возможность догнать свою добычу. В 1986 г. J. Scott Turner и C. Richard Tracy предположили, что эволюционное развитие Dimetrodon и его паруса следуют в одном направлении в развитии теплокровности ранних предков млекопитающих; эти ученые считают, что Dimetrodon все – таки был теплокровным и парус позволял ему поддерживать хоть низкую но зато постоянную температуру тела. Млекопитающие же используют другой механизм поддержания постоянной температуры тела, — через достаточно высокий уровень внутреннего метаболизма. J. Scott Turner и C. Richard Tracy отмечают, что первые терапсиды (более прогрессивная группа Synapsids и более тесно связанная с млекопитающими) характеризовались удлиненными конечностями, которые за счет своего объема могли также эффективно нагреваться или отдавать тепло, наподобие механизма, как у паруса Dimetrodon. «То есть теплокровность как явление, — отмечают ученые, — возможно передается другим терапсидам за счет механизма, который был «изобретен» Dimetrodon, — через модификацию поверхности тела и его формы».

9) Однако недавние исследования показывают сомнительность предположения о терморегулятивной функции паруса Dimetrodon (Rega E. A., Noriega K., Sumida S., etc. 2012). Группа ученых указывают на то, что более мелкие представители, такие как Dimetrodon mileri и Dimetrodon teutonis, величиной не более метра, — также обладают развитыми парусами, однако их терморегуляционная функция для животных подобных мелких размеров, — в принципе не нужна, поскольку тело небольших размеров вполне способно поглотить и отдать тепло и без такой структуры. Более того, — «близкий родственник» Dimetrodon – Sphenacodon имеет очень низкий гребень, который как терморегуляционное устройство – бесполезен. Причем большой парус Dimetrodon развился в ходе эволюционного процесса из паруса среднего размера, и при этом развитии – терморегуляционная функция не была преобладающей или основной. То есть парус именно как терморегуляционное устройство приобретает свое значение только при определенном соотношении площади поверхности паруса и поверхности тела, — т.е. он эффективен для животных большого размера. Однако еще в 1986 г. J. Scott Turner и C. Richard Tracy установили, что парус у Dimetrodon вырастал гораздо быстрее (по отношению к телу), чем это требовалось для терморегуляционной функции, из чего ученые сделали вывод, что все – таки основной являлась функция полового отбора.

10) Специалисты предполагают, что у Dimetrodon был явно выраженный половой диморфизм, — самцы и самки значительно отличались по размерам, кроме того, у самцов была более прочная и коренастая скелетная структура (кости толще и шире), парус также больше в размерах, череп – длиннее и более массивный. По всей видимости, Dimetrodon, обитал в равнинных экосистемах, занятых обширными водно – болотными территориями, именно эта территория в Центральной части Северной Америки в Пермский период изобиловала ископаемыми тетраподами. Наиболее часто вместе с Dimetrodon встречаются окаменелости следующих позвоночных: амфибии Archeria, Diplocaulus и Eryops, а также Synapsids: Ophiacodon и Edaphosaurus. Судя по окаменелым находкам эти территории имели достаточно буйную растительность, свойственную для дельтовых экосистем.

1261-dimetrodon800px-Dimetrodon8DBdimetrodondimetrodon956940569-dimetrodon-une-terreChinese MuseumDimetrodon-dinosaudimetrodon_by_antarcticdh_dimetrodonDimetrodon_2_by_NytcrawlerDimetrodon_7dimetrodon35Dimetrodon_by_Gonzalezaurusi-75849c3ewDSC02781dimetrodon_gigashomoDimetrodon_grandis_by_felipe_eliasDimetrodon duel by Doug Hendersondimetrodon2dimetrodonFLsized-wm-dimetrodon-2dimetrodon34553ECeGr

Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *

Можно использовать следующие HTML-теги и атрибуты: <a href="" title=""> <abbr title=""> <acronym title=""> <b> <blockquote cite=""> <cite> <code> <del datetime=""> <em> <i> <q cite=""> <strike> <strong>