Около 150 миллионов лет назад длинношеий зауропод заболел респираторной инфекцией. Остальное уже история… или нет?
Ключевые выводы
- Группа американских исследователей обнаружила первые признаки респираторной инфекции у динозавров-зауроподов.
- Изучение развития болезней у динозавров сложно, но необходимо, чтобы помочь нам понять эволюцию инфекционных заболеваний.
- Многие патогены, поражавшие динозавров, все еще существуют сегодня.
В 1990 году археологи обнаружили необыкновенный набор окаменелостей динозавров в формации Моррисон на юго-западе Монтаны. Археологов удивило не само открытие; при раскопках формации, плиты осадочных пород юрского периода, которая простирается от Монтаны до Нью-Мексико, уже были получены десятки других окаменелостей диплодоцидов, многие из которых были в основном полностью завершены.
Что делало эти окаменелости такими необычными, так это их особая морфология. Хотя они явно принадлежали к диплодоцидам - группе динозавров-зауроподов, характеризующихся длинными хвостами и еще более длинными шеями, - исследователям еще предстоит определить точный вид. Набор костей - полный череп и семь шейных позвонков - также показал аномальные костные выступы, которые не встречались ни у каких других диплодоцидов.
Присмотревшись к выступам, группа исследователей под руководством директора палеонтологического музея Великих равнин Кэри Вудраффа пришла к поразительному выводу, что они могут быть окостеневшими признаками 150-миллионнолетней давности. -старая респираторная инфекция. Их результаты, опубликованные в Scientific Reports, расширяют наше понимание древних болезней.
Удивительно больной зауропод
Выпячивания были обнаружены на позвонках, в местах, где кости должны были быть пронизаны воздушными мешками, которые являются частями дыхательной системы, постоянно наполняемыми воздухом. Воздушные мешки являются важной частью дыхательной системы птиц, хотя они были и у многих птичьих и нептичьих динозавров, таких как зауроподы. У зауроподов они, возможно, помогали регулировать температуру тела - жизненно важную функцию, учитывая, что крупные животные теряют тепло медленнее, чем мелкие.
Компьютерная томография показала, что необычные выступы на костях шеи диплодоцида были сделаны из аномальной кости и что эта аномальная кость, вероятно, образовалась в ответ на инфекцию в дыхательной системе животного. «Это был явно больной зауропод», - сказал один из исследователей, научный сотрудник Университета Нью-Мексико, профессор Юэн Вольф.
Формация Моррисон простирается от Монтаны до Нью-Мексико.
«Мы всегда думаем о динозаврах как о больших и крепких существах, - добавляет Вольф, - но они заболели. У них были респираторные заболевания, как сегодня у птиц, а в некоторых случаях, возможно, даже такие же разрушительные инфекции». Вольф приводит интересный момент. Поскольку динозавры давно вымерли и мало похожи на современных животных, люди склонны думать о них как о фантастических существах, которые, вероятно, не были подвержены множеству болезней, поражающих нас, людей.
Это было, конечно, далеко не так. Как и любое другое живое существо, динозавры тоже болели. Иногда они выздоравливали от своих болезней. В других случаях они этого не делали, и по мере того, как их мышцы и органы разъедались, то же самое происходило с бактериями и вирусами, вызвавшими их смерть. Следовательно, следы древних болезней в основном сохранились в виде рубцовой ткани. Но хотя таких доказательств мало, экспертам все же удалось получить детальное представление о проблемах со здоровьем динозавров.
Доказательства птичьих и грибковых инфекций
Из-за природы окаменелости невозможно узнать, как болезнь или инфекция вели бы себя внутри тела динозавра. Вместо этого исследователи должны посмотреть, как эти условия влияют на животных, которые тесно связаны с динозаврами, таких как рептилии и птицы. Только разобравшись с этой частью, они могут задаться вопросом, как уникальная биология динозавров могла усилить или подавить определенные симптомы.
Вудрафф и его команда предполагают, что респираторные проблемы диплодоцида были вызваны болезнью, похожей на аспергиллез, грибковую инфекцию, вызванную вдыханием частиц плесени, которая растет близко к земле. Хотя аспергиллез редко поражает людей, он представляет значительную угрозу для птиц; за неделю вспышка в Айдахо в 2006 году привела к гибели более 2000 крякв после того, как одна из них случайно съела заплесневелое зерно.
Учитывая, что аспергиллез все еще существует сегодня, у исследователей есть некоторое представление о том, как такая грибковая инфекция могла повлиять на диплодоциды. В статье Вудраффа говорится, что динозавр, если бы он был заражен, страдал бы от симптомов, похожих на пневмонию, таких как лихорадка и потеря веса. Проблемы с дыханием возникли бы при попытке отгородиться от грибка стеной. Поскольку аспергиллез может привести к летальному исходу у птиц, если его не лечить, возможно, такие же шансы применимы и к динозаврам.
Хотя динозавры были очень разнообразной группой животных, некоторые формы инфекции могли легко передаваться от одного вида к другому. Например, в исследовании 2009 года были проанализированы эрозивные поражения на костях челюсти окаменелостей тираннозавра рекса. Хотя эти рваные раны ранее приписывались укушенным ранам, исследование предполагает, что они могли быть вызваны трихомониазом, паразитарной инфекцией, которая обычно встречается у птичьих динозавров.
Почему у динозавров редко развивался рак
Помимо вирусной инфекции, динозавры также страдали раком. Подобно инфекциям, наиболее очевидные признаки рака исчезают, когда организм умирает, а его клетки дегенерируют. Однако время от времени находят удивительно хорошо сохранившиеся окаменелости, которые могут развеять некоторые из наших самых насущных вопросов. Всего несколько лет назад исследователи из канадского Королевского музея Онтарио и Университета Макмастера обнаружили следы агрессивного рака кости в голени центрозавра.
Хотя динозавры действительно были подвержены раку, эта болезнь, по-видимому, поражала их гораздо реже, чем, скажем, нас, людей. Сначала это кажется парадоксальным. В конце концов, рак - это не что иное, как аномальный рост клеток. Из этого следует, что чем выше количество клеток в организме, тем выше вероятность того, что организм однажды пострадает и, возможно, даже погибнет от непрекращающегося роста злокачественной опухоли.
Парадокс Пето: чем больше масса тела животного, тем меньше вероятность того, что у него разовьется рак.
И все же это не так - у крупных животных, таких как киты и слоны, например, рак развивается гораздо реже, чем у мелких животных, таких как грызуны. Почему это так, до сих пор неясно, хотя по крайней мере одно исследование показало, что более крупные животные могут обладать биологическими средствами, необходимыми для «борьбы» с раком.
Вудрафф и его команда полагались на эти исследования, чтобы исключить возможность того, что необычные костные выступы в их образце диплодоцида были остатками окостеневших раковых клеток, а не рубцовой тканью от инфекции. Поскольку продолжительность жизни динозавров с длинной шеей была относительно короткой по сравнению с размером их тела, исследователи подозревают, что диплодоциды могли «просто свести на нет необходимость развития устойчивости к раку» и «развили некоторые более рудиментарные формы подавления рака».
Будущее патологии динозавров
Изучать эволюцию болезней во времени так же трудно, как и полезно. Многие бактерии и вирусы, потрясшие иммунную систему динозавров, все еще существуют сегодня, и, анализируя влияние этих патологий на их носителей, не говоря уже о тактике, которую их хозяева применяли для борьбы с ними, мы можем узнать кое-что о том, как бороться с ними. бороться с этими болезнями в настоящем.
Более того, Вудрафф и его команда показали, что окаменелости динозавров могут многое рассказать нам об эволюции иммунитета, а также об истории инфекционных заболеваний - двух областях исследований, которые стали предметом международного интереса после вспышка пандемии коронавируса. Как и люди, динозавры жили в густонаселенных экосистемах, кишащих патогенами, и мы только начали понимать, как эти патогены могли способствовать их гибели.
По мере изобретения новых технологий исследователям будет легче искать следы болезней и инфекций в окаменелостях возрастом миллион лет. В беседе с сотрудниками отдела новостей Университета Нью-Мексико Вольф упомянул, что сотрудничество между экспертами разных дисциплин - ветеринарами, анатомами, палеонтологами и радиологами - также поможет исследователям установить «более полную картину древних болезней».