Было предложено объединить Aristonectidae и Aristonectinae в этой статье. ( Обсудить ) Предлагается с января 2025 года. |
Эласмозавриды | |
---|---|
![]() | |
Реконструированный скелет Elasmosaurus platyurus в Центре ресурсов динозавров Скалистых гор в Вудленд-Парке, штат Колорадо. | |
Научная классификация ![]() | |
Домен: | Эукариоты |
Королевство: | Анималия |
Тип: | Хордовые |
Сорт: | Рептилии |
Суперотряд: | † Заурптеригии |
Заказ: | † Плезиозавры |
Клад : | † Ксенопсария |
Семья: | † Elasmosauridae Cope , 1869 |
Генера | |
Список
| |
Синонимы | |
|
Elasmosauridae — вымершее семейство плезиозавров , часто называемых эласмозаврами или эласмозавридами . Таксон был первоначально установлен в 1869 году Эдвардом Дринкером Коупом , чтобы включить типовой род Elasmosaurus с родственным Cimoliasaurus , хотя он не объяснил подробно, почему. В последующие годы многие авторы признали эту классификацию на основе преимущественно посткраниальных признаков, став одной из трех групп, в которых плезиозавры часто классифицировались в 19 веке, наряду с Pliosauridae и Plesiosauridae . Однако большинство этих черт привело к тому, что многие роды, с тех пор признанные принадлежащими к другим семействам плезиозавров, были классифицированы как эласмозавриды. Другое семейство, исторически считавшееся отдельным, Cimoliasauridae, с 2010 года признано младшим синонимом Elasmosauridae. Наряду с Polycotylidae , эласмозавриды представляют собой немногочисленных плезиозавроидов , живших до маастрихта .
При максимальной длине от 5 до 12 м (от 16 до 39 футов) в зависимости от рода, эласмозавриды имеют обтекаемое тело с веслообразными конечностями, коротким хвостом, маленькой головой и чрезвычайно длинной шеей. Шеи этих морских рептилий поддерживаются очень большим количеством шейных позвонков , Elasmosaurus и Albertonectes являются единственными известными позвоночными, у которых их более 70. Череп эласмозавридов кажется тонким и треугольным, большинство из них имеют большие клыкообразные зубы спереди и более мелкие зубы сзади. Подгруппа Aristonectinae, тем не менее, имеет другие морфологические черты, имея более многочисленные, но более мелкие зубы и более короткую шею. Эласмозавриды были хорошо приспособлены к водной жизни и использовали свои ласты для плавания. Вопреки более ранним изображениям, их шеи были не очень гибкими и не могли держаться высоко над поверхностью воды. Неизвестно, для чего использовались их длинные шеи, но они могли выполнять функцию питания. Эласмозавриды, вероятно, питались мелкой рыбой и морскими беспозвоночными , хватая их своими длинными зубами, и, возможно, использовали гастролиты (желудочные камни) для переваривания пищи.
Как и многие плезиозавры, эласмозавриды легко узнаваемы по компактным, обтекаемым телам, длинным веслообразным конечностям, коротким хвостам, пропорционально маленьким головам и очень вытянутым шеям. [2] Самый древний известный представитель, Jucha , датируемый готеривским ярусом нижнего мела , [1] имел длину 5 м (16 футов). [6] Большинство представителей, датируемых более поздними периодами, тем не менее, имеют размеры, варьирующиеся от более 8 м (26 футов) в длину. [7] Самый крупный известный член этого семейства, Albertonectes , достигал длины 12,1 метра (40 футов) при массе тела 4,8 метрических тонны (5,3 коротких тонны). [8]
Череп эласмозавридов тонкий и треугольной формы. Боковые края глазниц характеризуются выпуклым боковым краем. У большинства представителей группы в целом гетеродонтная (неравномерная по всей челюсти) зубная система, при этом зубы постепенно уменьшаются спереди назад, а более крупные имеют форму больших клыков. У этих представителей обычно пять зубов в предчелюстных костях (которые образуют переднюю часть верхней челюсти), 14 зубов в верхнечелюстных костях (самая большая зубонесущая кость верхней челюсти) и от 17 до 19 в зубных костях (основная часть нижней челюсти). Зубы Aristonectines более многочисленны, но значительно меньше, образуя гомодонтную зубную систему, при этом все зубы имеют одинаковую форму. [2]
Одной из наиболее легко узнаваемых характеристик эласмозавридов является их длинная шея, образованная довольно значительным числом шейных позвонков , из которых у большинства родов их от 50 до 70. Типовой род Elasmosaurus и его близкий родственник Albertonectes являются единственными представителями, которые в настоящее время известны с более чем 70, а именно 72 и 76 соответственно, непревзойденное число среди всех известных позвоночных . [9] [10] Несмотря на множество шейных позвонков, шеи эласмозавридов были менее чем в два раза длиннее, чем у самых длинношеих динозавров - завропод . [11] Кроме того, подгруппа Aristonectinae имеет шейные позвонки, которые шире, чем длиннее, и поэтому их шеи короче, чем у других представителей. Помимо аристонектин, у других эласмозавридов есть продольный гребень на шейных позвонках, который служил для закрепления мускулатуры шеи. Одной из отличительных особенностей эласмозавридов является то, что их плечевой пояс имеет большое сердцевидное отверстие, расположенное между коракоидами , известное как межкоракоидный залив. Как и у других плезиозавров, у них есть плавательные лопасти, состоящие из очень длинных пальцев . Лопасти спереди (грудные лопасти) были длиннее, чем сзади (тазовые лопасти). Поскольку последние хвостовые позвонки эласмозавридов были слиты в структуру, похожую на пигостиль птиц , возможно, что она поддерживала хвостовой плавник, но его форма неизвестна. [2]
Хотя Эдвард Дринкер Коуп изначально признал Elasmosaurus плезиозавром, в статье 1869 года он поместил его вместе с Cimoliasaurus и Crymocetus в новый отряд рептилий -завроптеригиев . Он назвал группу Streptosauria, или «перевернутые ящеры», из-за ориентации их отдельных позвонков, предположительно, обратной по сравнению с тем, что наблюдается у других позвоночных животных. [12] [13] Впоследствии он отказался от этой идеи в своем описании Elasmosaurus в 1869 году , где он заявил, что основывал ее на ошибочной интерпретации Cimoliasaurus Лейди . В этой статье он также назвал новое семейство Elasmosauridae, включающее Elasmosaurus и Cimoliasaurus , без комментариев. В пределах этого семейства он считал, что первый отличается более длинной шеей со сжатыми позвонками, а второй — более короткой шеей с квадратными, вдавленными позвонками. [14]
В последующие годы Elasmosauridae стали одной из трех групп, в которых были классифицированы плезиозавры, другие были Pliosauridae и Plesiosauridae (иногда объединенные в одну группу). [15] В 1874 году Гарри Сили не согласился с идентификацией Коупом ключиц в плечевом поясе Elasmosaurus , утверждая, что предполагаемые ключицы на самом деле были лопатками. Он не нашел никаких доказательств наличия ключицы или межключицы в плечевом поясе Elasmosaurus ; он отметил, что отсутствие последней кости также наблюдалось у ряда других образцов плезиозавров, которые он назвал новыми родами эласмозавридов: Eretmosaurus , Colymbosaurus и Muraenosaurus . [16] Ричард Лидеккер впоследствии предположил, что Elasmosaurus , Polycotylus , Colymbosaurus и Muraenosaurus нельзя отличить от Cimoliasaurus на основании их плечевых поясов, и выступил за их синонимизацию на уровне рода. [17] [18]
В 1892 году Сили отметил, что у эласмозавров ключица была соединена с коракоидом швом и, по-видимому, была «неотделимой частью» лопатки. Между тем, у всех плезиозавров с двуглавыми шейными ребрами (Plesiosauridae и Pliosauridae) ключица состояла только из хряща , так что окостенение ключицы превратило бы «плезиозавра» в «эласмозавра». [19] Сэмюэл Уэнделл Уиллистон в 1907 году усомнился в использовании Сили шейных ребер для подразделения плезиозавров, высказав мнение, что двуглавые шейные ребра были «примитивным признаком, присущим ранним формам». [20] Чарльз Эндрюс подробно остановился на различиях между эласмозаврами и плиозаврами в 1910 и 1913 годах. Он охарактеризовал эласмозавров по их длинным шеям и маленьким головам, а также по их жестким и хорошо развитым лопаткам (но атрофированным или отсутствующим ключицам и межключицам) для передвижения с помощью передних конечностей. Между тем, плиозавриды имели короткие шеи, но большие головы и использовали передвижение с помощью задних конечностей. [21] [22]
Хотя размещение Elasmosaurus в Elasmosauridae оставалось бесспорным, мнения о взаимоотношениях в семействе стали меняться в течение последующих десятилетий. Уиллистон создал пересмотренную таксономию плезиозавров в монографии по остеологии рептилий (опубликованной посмертно в 1925 году). Он предоставил пересмотренный диагноз Elasmosauridae; помимо маленькой головы и длинной шеи, он охарактеризовал эласмозавридов по их одноглавым ребрам; лопаткам, которые встречаются на средней линии; ключицам, которые не разделены промежутком; коракоидам, которые «широко разделены» в своей задней половине; короткой седалищной кости; и наличию только двух костей (типичное состояние) в эпиподиалиях («предплечьях» и «голенях» ласт). Он также исключил из этого семейства несколько плезиозавров, ранее считавшихся эласмозавридами, из-за их более коротких шей и постоянно встречающихся коракоидов; к ним относятся Polycotylus и Trinacromerum ( Polycotylidae ), а также Muraenosaurus , Cryptoclidus , Picrocleidus , Tricleidus и другие ( Cryptoclididae ). [23]
В 1940 году Теодор Уайт опубликовал гипотезу о взаимосвязях между различными семействами плезиозавров. Он считал, что Elasmosauridae наиболее близки к Pliosauridae, отмечая их относительно узкие коракоиды, а также отсутствие межключиц или ключиц. Его диагноз Elasmosauridae также отмечал умеренную длину черепа (т. е. мезоцефальный череп); шейные ребра с одной или двумя головками; лопатка и коракоид, соприкасающиеся по средней линии; притупленный задний наружный угол коракоида; и пара отверстий (фенестр) в комплексе лопатка-коракоид, разделенных более узкой полосой кости по сравнению с плиозавридами. Указанная изменчивость в количестве голов на шейных ребрах возникает из-за его включения Simolestes в Elasmosauridae, поскольку характеристики «как черепа, так и плечевого пояса больше соответствуют Elasmosaurus , чем Pliosaurus или Peloneustes ». Он считал Simolestes возможным предком Elasmosaurus . [24] Оскар Кун принял похожую классификацию в 1961 году. [25]
Сэмюэл Пол Уэллс не согласился с классификацией Уайта в своем пересмотре плезиозавров 1943 года, отметив, что характеристики Уайта зависят как от сохранности, так и от онтогенеза . Он разделил плезиозавров на два надсемейства, Plesiosauroidea и Pliosauroidea , на основе длины шеи, размера головы, длины седалищной кости и тонкости плечевой и бедренной костей (проподиалий). Каждое надсемейство было далее подразделено по количеству головок на ребрах и пропорциям эпиподиалий. Таким образом, у эласмозавридов были длинные шеи, маленькие головы, короткая седалищная кость, коренастые проподиалии, одноглавые ребра и короткие эпиподиалии. [26] Пьер де Сен-Сен в 1955 году и Альфред Ромер в 1956 году оба приняли классификацию Уэллса. [25] В 1962 году Уэллс дополнительно подразделил эласмозавридов на основе того, обладали ли они тазовыми перекладинами, образованными путем слияния седалищных костей, при этом Elasmosaurus и Brancasaurus были объединены в подсемейство Elasmosaurinae, поскольку у них были полностью закрытые тазовые перекладины. [27]
Однако Пер Уве Перссон считал классификацию Уэллса слишком упрощенной, отметив в 1963 году, что, по его мнению, она ошибочно отнесла бы Cryptoclidus , Muraenosaurus , Picrocleidus и Tricleidus к Elasmosauridae. Перссон уточнил Elasmosauridae, включив в них такие черты, как гребни по бокам шейных позвонков; топорообразные шейные ребра на передней части шеи; сросшиеся ключицы; разделение коракоидов сзади; и округлые, пластинчатые лобковые кости. Он также сохранил Cimoliasauridae как отдельные от Elasmosauridae и предположил, основываясь на сравнении длин позвонков, что они отделились от Plesiosauridae в поздней юре или раннем мелу. [25] Однако Дэвид С. Браун в 1981 году отметил, что изменчивость длины шеи у плезиозавров сделала аргумент Перссона несостоятельным, и переместил вышеупомянутые роды обратно в Elasmosauridae; он также критиковал подразделение Уэллса эласмозавридов на основе тазовой перекладины. Диагноз Брауна эласмозавридов включал наличие пяти предчелюстных зубов; украшение зубов продольными гребнями; наличие канавок, окружающих затылочные мыщелки ; и широкотелые лопатки, встречающиеся на средней линии. [28]
Филогенетический анализ плезиозавров, проведенный Карпентером в 1997 году, поставил под сомнение традиционное подразделение плезиозавров на основе длины шеи. Он обнаружил, что Libonectes и Dolichorhynchops имеют общие характеристики, такие как отверстие на нёбе для вомероназального органа , пластинчатые расширения крыловидных костей и потеря пинеального отверстия на верхней части черепа, отличающие их от плиозавров. В то время как поликотилиды ранее были частью Pliosauroidea, Карпентер переместил поликотилид в сестринскую группу эласмозавридов на основе этих сходств, таким образом подразумевая, что поликотилиды и плиозавроиды развили свои короткие шеи независимо. [29]
Ф. Робин О'Киф также включил поликотилид в Plesiosauroidea в 2001 и 2004 годах, но считал их более тесно связанными с Cimoliasauridae и Cryptoclididae в Cryptocleidoidea . [15] [30] [31] Некоторые анализы продолжали восстанавливать традиционные группировки. В 2008 году Патрик Дракенмиллер и Энтони Рассел переместили Polycotylidae обратно в Pliosauroidea и поместили Leptocleidus в качестве их сестринской группы в недавно названную Leptocleidoidea ; [32] Адам Смит и Гарет Дайк независимо друг от друга получили тот же результат в том же году. [33] Однако в 2010 году Хилари Кетчум и Роджер Бенсон пришли к выводу, что на результаты этих анализов повлияла неадекватная выборка видов. В наиболее полной на сегодняшний день филогении плезиозавров они переместили Leptocleidoidea (переименованную в Leptocleidia) обратно в Plesiosauroidea как сестринскую группу Elasmosauridae; [34] последующие анализы Бенсона и Дракенмиллера дали схожие результаты и назвали группу Leptocleidoidea–Elasmosauridae Xenopsaria . [35] [36] В том же году Ф. Робин О'Киф и Хэлли Стрит синонимизировали Cimoliasauridae с Elasmosauridae, отметив, что большинство диагностических признаков, ранее установленных для их различения, также встречаются у эласмозавридов. [37]
Содержание Elasmosauridae также подверглось более тщательному изучению. С момента его первоначального отнесения к Elasmosauridae, родственные связи Brancasaurus считались хорошо обоснованными, и он был восстановлен анализом О'Кифа 2004 года [30] и анализом Франциски Гроссманн 2007 года. [38] Однако анализ Кетчума и Бенсона вместо этого включил его в Leptocleidia, [34] и его включение в эту группу оставалось неизменным в последующих анализах. [35] [36] [39] Их анализ также переместил Muraenosaurus в Cryptoclididae, а Microcleidus и Occitanosaurus в Plesiosauridae; [34] Бенсон и Дракенмиллер выделили последних двух в группе Microcleididae в 2014 году и считали Occitanosaurus видом Microcleidus . [36] Все эти роды ранее считались эласмозаврами Карпентером, Гроссманном и другими исследователями. [40] [38] [41] [42]
В пределах Elasmosauridae, Elasmosaurus сам по себе считался «джокером таксона» с весьма изменчивыми отношениями. [43] Анализ Карпентера 1999 года показал, что Elasmosaurus был более базальным (т. е. менее специализированным), чем другие эласмозавриды, за исключением Libonectes . [40] В 2005 году Сакс предположил, что Elasmosaurus был тесно связан со Styxosaurus , [44] а в 2008 году Дракенмиллер и Рассел поместили его как часть политомии с двумя группами, одна из которых включала Libonectes и Terminonatator , а другая — Callawayasaurus и Hydrotherosaurus . [32] Анализ Кетчума и Бенсона 2010 года включил Elasmosaurus в первую группу. [34] Анализ Бенсона и Дракенмиллера 2013 года (внизу слева) еще больше удалил Terminonatator из этой группы и поместил его на один шаг дальше от этой группы (т. е. более специализированным). [35] В анализе Родриго Отеро 2016 года, основанном на модификации того же набора данных (внизу справа), Elamosaurus был ближайшим родственником Albertonectes , образуя Styxosaurinae со Styxosaurus и Terminonatator . [39] Даниэль Серратос, Дракенмиллер и Бенсон не смогли определить положение Elasmosaurus в 2017 году, но они отметили, что Styxosaurinae был бы синонимом Elasmosaurinae, если бы Elasmosaurus действительно попадал в эту группу. [43] В 2020 году О'Горман формально синонимизировал Styxosaurinae с Elasmosaurinae на основе включения Elasmosaurus в группу, а также предоставил список диагностических характеристик для клады. [3] В 2021 году новая топология поместила Cardiocorax в качестве сестринского таксона Libonectes , представляющего более старую линию эласмозавридов в маастрихте. [45]
Топология A: Бенсон и др. (2013) [35] | Топология B: Otero (2016), [39] с названиями клад по O'Gorman (2020) [3]
|
Эласмозавриды были полностью адаптированы к жизни в океане, с обтекаемыми телами и длинными лопастями, что указывает на то, что они были активными пловцами. [2] Необычная структура тела эласмозавридов ограничивала скорость, с которой они могли плавать, и их лопасти могли двигаться аналогично движению весел при гребле, и из-за этого не могли вращаться и, таким образом, удерживались жестко. [46] Считалось даже, что плезиозавры могли поддерживать постоянную и высокую температуру тела ( гомеотермия ), что позволяло им плавать в течение длительного времени. [47]
Исследование 2015 года пришло к выводу, что передвижение в основном осуществлялось передними ластами, в то время как задние ласты функционировали для маневренности и устойчивости; [48] исследование 2017 года пришло к выводу, что задние ласты плезиозавров производили на 60% больше тяги и имели на 40% большую эффективность при движении в гармонии с передними ластами. [49] Ласты плезиозавров были настолько жесткими и специализированными для плавания, что они не могли выйти на сушу, чтобы отложить яйца, как морские черепахи . Поэтому они, вероятно, рожали своих детенышей живорождением ( живорождением ), как некоторые виды морских змей . [46] Доказательства живорождения у плезиозавров предоставлены окаменелостью взрослого Polycotylus с одним плодом внутри. [50]
Останки эласмозавридов дают некоторые доказательства того, что на них охотились. Плечевая кость неопознанного полувзрослого эласмозаврида была найдена со следами укусов, совпадающими с зубами акулы Cretoxyrhina [51] , а раздробленный череп Eromangasaurus [52] имеет следы зубов, совпадающие с зубами плиозавра Kronosaurus [53] .
Хотя за этим последовало множество распространенных изображений в СМИ, более поздние исследования показали, что эласмозавриды были неспособны поднять что-либо большее, чем голову над водой. Вес их длинной шеи помещал центр тяжести позади передних ласт. Таким образом, эласмозавриды могли поднять голову и шею над водой только на мелководье, где они могли положить свое тело на дно. Кроме того, вес шеи, ограниченная мускулатура и ограниченное движение между позвонками не позволяли эласмозавридам поднимать голову и шею очень высоко. Голова и плечи этих животных, вероятно, действовали как руль. Если они двигали переднюю часть тела в определенном направлении, это заставляло остальную часть тела двигаться в этом направлении. Таким образом, эласмозавриды не могли плыть в одном направлении, одновременно двигая головой и шеей либо горизонтально, либо вертикально в другом направлении. [46]
Одно исследование показало, что шеи эласмозавридов были способны на 75–177˚ вентрального движения, 87–155° дорсального движения и 94–176° бокового движения, в зависимости от количества ткани между позвонками, которая, вероятно, увеличивалась в жесткости к задней части шеи. Исследователи пришли к выводу, что боковые и вертикальные дуги и неглубокие S-образные изгибы были осуществимы в отличие от «лебединых» S-образных поз шеи, которые требовали более 360° вертикального сгибания. [54]
Точная функция шеи эласмозавридов неизвестна [2] , хотя она могла быть важна для охоты. [46] Также предполагалось, что длинные шеи плезиозавров служили трубкой и позволяли им дышать воздухом, пока тело оставалось под водой. Это оспаривается, поскольку существовали бы большие перепады гидростатического давления, особенно для чрезвычайно длинношеих эласмозавридов. Анатомия шеи эласмозавридов позволяла им делать пологий наклон, чтобы они могли дышать на поверхности, но им приходилось бы заниматься энергозатратным плаванием под поверхностью. Кроме того, более длинная шея также увеличивала бы мертвое пространство , и животным могли потребоваться более крупные легкие. Шея могла иметь и другие уязвимые места, например, быть целью для хищников. [55]
Моделирование потока воды на 3D-моделях показало, что более удлиненные шеи, такие как у эласмозавридов, не увеличивали силу сопротивления во время плавания по сравнению с плезиозаврами с более короткой шеей. С другой стороны, изгиб шеи вбок увеличивал силу сопротивления, особенно у форм с очень длинной шеей. [56] Другое исследование показало, что длинные шеи эласмозавров обычно увеличивают сопротивление во время плавания вперед, но это было компенсировано их большим туловищем, и, следовательно, большие размеры тела могли способствовать эволюции более длинных шей. [57]
Диапазоны сгибания шей эласмозавридов позволяли им использовать ряд методов охоты, включая « бентосное выпасание», которое включало бы плавание близко ко дну и использование головы и шеи для выкапывания добычи на морском дне. Эласмозавриды также могли быть активными охотниками в пелагической зоне , втягивая шеи для нанесения удара или используя боковые ударные движения, чтобы оглушить или убить добычу своими боковыми выступающими зубами (как у акул-пил ). [54] Также было высказано предположение, что хищные способности эласмозавридов были недооценены; их большие черепа, большие челюстные мышцы, сильные челюсти и длинные зубы указывают на то, что они могли охотиться на животных длиной от 30 сантиметров (12 дюймов) до 2 метров (6,6 фута), о чем свидетельствует содержимое желудков, включая желудки акул, рыб, мозазавров и головоногих моллюсков . [58]
Возможно, что эласмозавриды преследовали косяки рыб, скрываясь внизу и медленно поднимая голову по мере приближения. Глаза этих животных находились наверху головы и позволяли им смотреть прямо вверх. Это стереоскопическое зрение помогало им находить мелкую добычу. Охота снизу также была возможна, когда добыча вырисовывалась на солнце, скрываясь в темных водах внизу. Эласмозавриды, вероятно, питались мелкой костной рыбой и морскими беспозвоночными , поскольку их маленькие некинетические черепа ограничивали размер добычи, которую они могли съесть. Кроме того, с их длинными тонкими зубами, приспособленными для захвата добычи, а не для ее разрывания, эласмозавриды наверняка проглатывали свою добычу целиком. [46] [54]
Эласмозавриды обычно находят с несколькими гастролитами . Образец Styxosaurus содержал фрагментированные кости рыб и камни в брюшной области за грудным поясом. Останки рыб были идентифицированы как Enchodus и другие клюпеоморфные рыбы. [59] Было предложено несколько различных функций для гастролитов, включая помощь в пищеварении, смешивание содержимого пищи, минеральные добавки, а также хранение и контроль плавучести. [60]