Įspūdingiausių ir paslaptingiausių Žemės gyvūnų istorija: ką mokslas žino apie dinozaurus

Dinozaurai buvo gyvūnų grupė, kuri atsirado prieš 230-240 mln. metų ir išnyko maždaug prieš 66 mln. metų, kai milžiniškas asteroidas trenkėsi į Žemę. Per visą savo gyvavimo laiką dinozaurai išsivystė iš šunų ir arklių dydžio būtybių iki didžiausių gyvūnų, kada nors egzistavusių Žemėje.

Kai kurie mėsėdžiai dinozaurai bėgant laikui sumažėjo ir išsivystė į paukščius. Taigi, išnyko ne paukštiniai dinozaurai , ir šiame straipsnyje dinozaurai reikš būtent ne paukštinius dinozaurus, jei nebus nurodyta kitaip.

Per maždaug 174 mln. dinozaurų egzistavimo metus pasaulis stipriai pasikeitė. Dinozaurai pasirodė triaso periode (kuris prasidėjo prieš 252 mln. metų ir baigėsi prieš 201 mln. metų) ir klajojo Pangėjos superkontinente. Kai kreidos periode (kuris prasidėjo prieš 145 mln. metų ir baigėsi prieš 66 mln. metų), asteroidas trenkėsi į Žemės paviršių, kontinentai buvo maždaug tose pačiose vietose, kur yra ir dabar.

Seniausioms dinozaurų fosilijoms yra maždaug 231 mln. metų, jos buvo aptiktos šiaurės vakarų Argentinoje, Iscigualasto provincijos parke ir apima Herrerasaurus, Eoraptor ir Eodromaeus dinozaurų gentis.

„Mokslininkai vis dar diskutuoja, ar dinozaurų roplių gentis Nyasasaurus, prieš 240 mln. metų egzistavusi Tanzanijoje, yra ankstyvasis dinozauras ar dinozauromorfas, t.y. dinozaurams gimininga grupė“, – įžvalgomis dalinasi Škotijos Edinburgo universiteto paleontologas Steve‘as Brussate‘as.

Nuo pat atsiradimo unikali dinozaurų anatomija išskyrė juos iš kitų gyvūnų grupių. Archozaurai yra ankstyvųjų roplių grupė, išsivysčiusi iš bendro protėvio, kuriai priklauso krokodilai, pterozaurai, dinozaurai ir paukščiai. Archozaurai atsirado Permo laikotarpio pabaigoje, prieš maždaug 252 mln. metų. Bėgant laikui, kai kurie archozaurai, įskaitant dinozaumorfus, priėmė „stačią laikyseną“, t.y. jų kojos persikėlė po kūnais, o ne liko kūno šonuose.

„Ropojimas yra naudinga šaltakraujams padarams, kuriems nereikia judėti labai greitai. Tačiau galūnių atsiradimas po kūnu atveria naują galimybių pasaulį“, – knygoje „The Rise and Fall of the Dinosaurs: A New History of a Lost World“ rašo S.Brussate‘as. Archozaurų evoliucija progresavo ir dinozauromorfai įgijo ilgas uodegas, dideles raumeningas kojas, papildomus klubo kaulus, kurie leido jiems greitai ir efektyviai judėti.

Kai kurie dinozauromorfai išsivystė į dinozaurus. Paleontologas knygoje pasakoja, kad skirtumai tarp jų yra nedideli, tačiau dinozaurų anatomija pasižymi pačiam gyvūnui labiau naudingais bruožais – pavyzdžiui, į vidų ir išorę galinčiomis judėti galūnėmis, kaklo slanksteliais, kurie gali prilaikyti stipresnius raumenis ir sąnariu, kur šlaunies kaulas susijungia su dubeniu.

„Vertikali laikysena išlaisvino priekines galūnes ir leido dinozaurams, tokiems kaip iguanodonas, paimti šakas, o mėsėdžiams dinozaurams – įsikibti ir nužudyti grobį“, – pažymi Floridos universiteto paleobiologas Gregory Ericksonas ir priduria, kad laisvų galūnių turėjimas leido sklandyti, o vėliau ir skristi kaip paukščiams.

Be to, remiantis dinozaurų augimo greičio tyrimais, jie greičiausiai buvo šiltakraujai gyvūnai. „Kai tampi šiltakrauju, gali būti aktyvus 24/7, – pasakoja S.Brussete‘as, – aktyvumo požiūriu nesi priklausomas nuo aplinkos užgaidų.“

„Iš pradžių, dinozaurai nebuvo tokie įvairialypiai, kaip į krokodilą panašūs archozaurai“, – pastebi mokslininkas. Tiesą sakant, dinozaurai „iš karto netapo taip sėkmingai prisitaikiusiais, archozaurai viešpatavo triaso periodo metu, o kai jis baigėsi, išliko dinozaurai ir jie perėmė dominavimą“.

Terminas „dinozaurija“ (graikų kalboje tai reiškia „baisus driežas“) buvo sugalvotas 1842 metais anglų paleontologo Richardo Oweno, kuris taip apibūdino iki tol žinomas kelias dinozaurų rūšis: mėsėdžius Megalosaurus, ilgakaklius Cetiosaurus ir paukščiadubenius Iguanodon. Kiekvienas iš šių dinozaurų atstovauja vienai iš trijų pagrindinių dinozaurų grupių.

Remiantis paleobiologijos duomenų baze, šiuo metu yra 1545 moksliškai aprašytos dinozaurų rūšys. „Kiekvienais metais aprašoma maždaug 50 iki tol nežinotų rūšių – kas reikštų, kad kiekvieną savaitę aprašoma naujai aptikta dinozaurų rūšis“, – pastebi mokslininkas.

Visi šie dinozaurai yra skirstomi į 3 grupes: paukščiadubenius dinozaurus (Ornithischia), zauropodus (Sauropodomorpha) ir plėšriuosius dinozaurus (Theropoda).

Paukščiadubeniai dinozaurai turėjo snapus ir buvo augalėdžiai – pavyzdžiui, stegozaurai, taip pat tokie raguotieji dinozaurai kaip triceratopsai ir šarvuotieji dinozaurai (ankilozaurai). Vieni paukščiadubeniai dinozaurai vaikščiodavo keturiomis, kiti – dviem kojomis.

Zauropodai dinozaurai turėjo ilgus kaklus, didelius pilvus, mažas galvas ir į kolonas panašias kojas. Šiai grupei priklausė zauropodai, jų mažesni pirmtakai ir ypač didieji zauropodai, vadinami titanozaurais, kurie buvo vieni didžiausių kada nors egzistavusių sausumos gyvūnų.

Teropodai (Theropoda) buvo mėsėdžiai – nors kai kurie, pavyzdžiui, chilezaurai – pakeitė savo mitybos įpročius ir tapo žolėdžiais arba visaėdžiais. Plėšriesiems dinozaurams priskiriami tiranozaurai, velociraptoriai bei paukščiai, kurie išsivystė iš mažų plėšriųjų dinozaurų.

Taigi, kaip šios grupės yra susijusios? Paukščiadubeniai dinozaurai turėjo keturspindulinį dubenį, panašų į paukščių, iš to ir kilo grupės pavadinimas (taip, paukščių protėviai yra plėšrieji dinozaurai). Tuo metu likusių dviejų dinozaurų grupių atstovai turi trispindulinės sandaros dubenį, kuris mažai kuo skiriasi nuo roplių. Knygoje „Dinosaurs Rediscovered“ pastebima, kad tokį dubenį turi šių laikų krokodilai, driežai.

Dinozaurai gyveno didžiąją Mezozojaus eros dalį, kuri prasidėjo prieš 252 mln. metų ir baigėsi prieš 66 mln. metų. Mezozojaus geologinė era dalijama į tris periodus: triasą, jurą ir kreidą.

Dinozaurai pradėjo vystytis triaso periode, kai klimatas buvo atšiaurus ir sausas. „Dešimtis milijonų metų jie konkuravo su į krokodilais panašiais archozaurais, bet juos nukonkuravo, kai Pangėja pradėjo skilti. Tuo metu palei superkontinento plyšius veržėsi ugnikalniai, sukeldami visuotinį atšilimą ir masinį išnykimą“, – pasakoja S. Brussate‘as.

Juros periodo metu (prieš 201-145 mln. metų) dinozaurai pradėjo dominuoti ir išaugo į milžiniškas būtybes. Pavyzdžiui, titanozauras svėrė apie 15 000 kilogramų ir buvo 15 metrų ilgio. Ikoniškiausi šio periodo dinozaurai yra brontozaurai, brachiozaurai, diplodokai ir stegozaurai. Taip pat šio periodo metu išsivystė žydintys augalai ir pasirodė pirmieji paukščiai – tokie kaip archeopteriksas. „Juros periodo pabaigoje įvyko nedidelis išnykimas, apie kurį labai mažai žinome“, – sako mokslininkas.

Kreidos periode žemynai toliau tolo vienas nuo kito, tačiau dinozaurų dominavimas tęsėsi. Žymiausi šio periodo dinozaurai buvo tiranozaurai, triceratopsai, spinozaurai ir velociraptoriai. Kreidos periodas baigėsi kreidos-terciaro masiniu rūšių išnykimu, kai 10 km pločio asteroidas susidūrė su Žeme palikdamas dabartiniame Meksikos Jukatano pusiasalyje didesnio nei 180 km skersmens smūginį kraterį. „Dabar kraterio, žinomo kaip Čiksulubo, zonoje aptinkami maži stiklo gabalėliai tektitai, kurie susidaro greitai garuojant ir atvėstant uolienai, todėl pagal visas geologines užuominas galima spręsti, kad kosminė uola smogė ten su neįtikėtina jėga“, – sako paleontologė Betsy Kruk.

Kai kurie dinozaurai išsiskyrė savo dydžiu, o kiti buvo visai mažyčiai. Mažiausias užfiksuotas dinozauras yra paukštis, kuris gyvas ir šiandien – tai yra paprastasis kamaninis kolibris, gyvenantis Kuboje, kurio ilgis yra šiek tiek daugiau nei 5 centimetrai, o sveria jis mažiau nei 2 gramus. Kalbant apie išnykusius nepaukštinius dinozaurus, yra keletas pretendentų į mažiausius dinozaurus – pavyzdžiui, į šikšnosparnį panašus dinozauras iš Kinijos Amboptyrex, kurio ilgis – 32 cm, o svoris – apie 306 g.

Tuo tarpu titanozaurai buvo didžiausios būtybės. Deja, paleontologai retai randa pilnus griaučius, o minkštieji audiniai retai suakmenėja, todėl sunku nustatyti jų masę. Vis dėlto į didžiausių dinozaurų titulą pretenduoja argentinozaurai, kurie sverdavo iki 110 tonų.

Ilgiausi dinozaurai greičiausiai buvo diplodokai ir mamenchizaurai. Tai – ilgi ir ploni zauropodai, kurių ilgis siekė iki 35 m.

Dinozaurų laikais gyveno daug įstabių gyvūnų, kurie neretai painiojami su dinozaurais. Dažniausia pasitaikanti klaida – pterozaurų vadinimas dinozaurais. Pterozaurai yra sparnuoti ropliai ir archozaurai, kurie yra dinozaurų giminaičiai – bet nėra dinozaurai.

Krokodilų būriui priklauso išnykę ir gyvi krokodilai bei jų artimi giminaičiai. Krokodilai yra archozaurai – bet ne dinozaurai. Dabartiniai krokodilai ir paukščiai yra vieninteliai išlikę archozaurai.

Mezozojaus eroje vandenyje gyveno tokie plėšrieji ropliai, kaip mozazaurai, pleziozaurai ir ichtiozaurai – kurie taip pat nėra dinozaurai.

Taip, kai kurie dinozaurai puikavosi plunksnomis, kaip ir jų palikuonys paukščiai. Plunksnos gerai nesuakmenėja, bet kelios nepaprastos fosilijos, rastos Liaoningo provincijoje Kinijoje, turi plunksnas. Plunksnas turėjo Zhenyuanlong, Yutyrannus, Jianianhualong dinozaurų gentys.

„Neaišku, kodėl kai kurie dinozaurai turėjo plunksnas – tačiau galbūt jos galėjo būti naudojamos dinozaurų kiaušinių šildymui, ieškant partnerio ar sklandymui ore“, – komentuoja Los Andželo apygardos Gamtos istorijos muziejaus Dinozaurų instituto mokslininkas Michaelas Habibas.

Iš pradžių buvo manyta, kad plunksnas turėjo tik plėšrieji dinozaurai ir jų palikuonys, bet moksliniame žurnale „Science“ 2014 m. publikuoti tyrimai atskleidė kitą tendenciją. Pasirodo, kad pūkuotas buvo ir žolėdis paukščiadubenis dinozauras Kulindadromeus – o tai įrodo, kad plunksnas turėjo kur kas daugiau dinozaurų.

Pasak 2018 m. tyrimo, paskelbto žurnale „Nature Ecology and Evolution“, gali būti, kad ir pterozaurai taip pat turėjo plunksnas, tačiau norint patvirtinti tokia, hipotezę būtina rasti ir išanalizuoti daugiau plunksnų pavyzdžių.

Pastebima, kad net tiranozaurai turėjo plunksnas. Vis dėlto populiariuose filmuose dinozaurai retai vaizduojami su plunksnomis. Paleontologas Jackas Horneris, kuris dirbo filmo „Juros periodo parkas“ patarėju mokslo klausimais, prisimena režisieriui Stevenui Spielbergui sakęs, kad dinozaurai turi turėti plunksnas.

„Net tada, kai 1993 m. pasirodė „Juros periodo parkas“, mes žinojome, kad velociraptoriai turėjo turėti plunksnas – bet tuo laiku buvo techniškai sunku jas pridėti. Kai režisieriui S.Spielbergui pasakiau, kad tie dinozaurai turėjo būti spalvingi ir plunksnuoti, jis pasakė, kad tokie dinozaurai nėra pakankamai baisūs“, – prisimena J.Horneris.

Kai kurie dinozaurai gebėjo skristi, o vieni seniausių iš tokių yra archeopteriksai, aptikti Vokietijoje – ir kurių amžius siekia 150 mln. metų.

Vis dėlto, skirtingai nei dabartiniai paukščiai, išnykę dinozaurai galėjo nuskristi tik trumpus atstumus. „Tyrimai rodo, kad senoviniams paukščiams, dinozaurams kilimui ir skridimui buvo reikalingi stiprūs kojų raumenys, dideli sparnai ir mažas kūnas“, – pastebi M.Habibas. Jo moksliniai tyrimai atskleidžia, kad į paukščius panašūs dinozaurai mikroraptoriai, rahonaviai ir dar penkios paukščių gentys galėjo pakilti nuo žemės ir pradėti skrydį neįsibėgėdamos. O į šikšnosparnį panašūs dinozaurai Yi qi sugebėdavo sklandyti ore.

Vis dar diskutuojama ir tiriama, kaip dinozaurams sekėsi gyventi Žemėje iki susidūrimo su asteroidu. Daug tyrimų rodo, kad vėlyvajame Kreidos periode dinozaurų nykimas spartėjo ir įvairovė mažėjo – ypač žolėdžių dinozaurų. Tačiau šie tyrimai remiasi netiksliais fosilijų duomenimis ir modeliais, kurie negali atskleisti visos istorijos.

„Net jei dinozaurų įvairovė mažėjo, galėjo būti, kad jų populiacija būtų grįžusi į pradinę padėtį, jei asteroidas nebūtų trenkęsis į planetą“, – svarsto S.Brusatte‘as. Dinozaurai gyveno visuose kontinentuose, įskaitant Antarktidą, jie užpildė visas ekosistemas nuo žolėdžių iki mėsėdžių. „Dinozaurai per daugiau nei 150 mln. savo egzistavimo metų patyrė daugybę pakilimų ir kritimų“, – priduria paleontologas ir sako, kad jeigu nebūtų įvykęs masinis išnykimas, galimai dinozaurai klestėtų ir šiandien.

Po asteroido susidūrimo su Žeme kilo milžiniškas chaosas. Susidūrimas nulėmė didžiulius griovimus, įskaitant smūgio ir karščio bangas, gaisrus, cunamius (įskaitant tiesioginį mylios aukščio cunamį), ugnikalnių išsiveržimus, mirtinus rūgščius lietus ir žemės drebėjimus. Ore sklandė asteroido pakeltos dulkės ir suodžiai. „Karštų dulkių lietus kelias per valandas pakėlė oro temperatūrą tiek, kad gyvūnai sudegė gyvi, nes buvo per dideli ieškoti slėptuvės, – pasakoja B.Kruk. – Maži gyvūnai, kurie sugebėjo pasislėpti po žeme, vandenyje ar urvuose, galėjo išgyventi šią beprotybę“.

Paleontologė kalba, kad dulkių dalelės sklandė ore ir keletą metų dengė saulę, todėl kilo „branduolinė žiema“, kuri nulėmė daugybės gyvūnų ir augalų mirtį.

Mažesni, visaėdžiai sausumos gyvūnai (žinduoliai, driežai, vėžliai, paukščiai) galbūt sugebėjo išgyventi besimaitindami negyvais dinozaurais, grybais, pūvančių augalų medžiagomis. Be to, asteroidas susmulkino daug anglies turinčias uolienas, kurios, pasibaigus „branduolinei žiemai“, išleido anglį į atmosferą ir paskatino kelių tūkstančių metų visuotinį atšilimą.

Populiarioje filmų franšizėje „Juros periodo parkas“ mokslininkai dinozauro DNR randa gintare įstrigusių senovinių vabzdžių organizmuose, o DNR spragas užpildo pasitelkdami varlės DNR. Tai gana komiškas siužetas, nes realybė visai kitokia. Gintaras neišsaugo DNR, varlės visai nėra susijusios su dinozaurais, o 2017 m. tyrimas žurnale „Proceedings of the National Academy of Sciences“ nustatė, kad varlių evoliucija prasidėjo jau po asteroido smūgio.

Išnykusių dinozaurų neįmanoma sugrąžinti dėl begalės priežasčių. Nors buvo aptikti jų baltymai ir net kraujagyslės, mokslininkai neturi atkūrę dinozaurų DNR. DNR pradeda irti, kai organizmas miršta, bet tinkamomis aplinkybėmis jos dalis gali būti išsaugota. Beje, seniausia sekvenuota DNR seka priklauso maždaug 1 mln. metų mamutui, kai tuo metu dinozaurai išnyko prieš 66 mln. metų.

Kai kurie mokslininkai tiria, kaip paukščius „atvirkštinės inžinerijos“ būtų galima paversti dinozaurais, įskaitant vadinamąjį „dino-viščiuką“, kurio uodega, dantys, sparnai ir pirštai būtų prailginti. Viena mokslininkų grupė net išvystė viščiukų embrionams dinozauriškas nosis. Tačiau „viščiukozauras“ būtų ne senovės dinozauro kopija, o į dinozaurą panašus paukštis, sako mokslininkai.