Знакомьтесь, T. imperator и T. regina.
Ключевые выводы
- Все окаменелости динозавра тираннозавра были отнесены к одному виду: знаменитому T. rex.
- Новый анализ, основанный на наборе данных окаменелостей, заставил группу исследователей задаться вопросом, является ли тираннозавр рекс одним видом. Они предполагают, что к нему должны присоединиться два дополнительных вида.
- Другие палеонтологи говорят, что доказательства слишком слабы, чтобы разделить на части символического тираннозавра. Дебаты иллюстрируют трудности идентификации и названия видов.
Известный своими огромными размерами, хищной доблестью, большими зубами и крошечными конечностями, тираннозавр рекс долгое время был образцом динозавров. Слава тираннозавра выходит за рамки палеонтологических кругов: такие фильмы, как «Парк Юрского периода» Стивена Спилберга, катапультируют динозавра в более широкое культурное сознание.
Первый скелет тираннозавра был обнаружен в 1902 году в формации Хелл-Крик в Монтане, где, как считалось, динозавр провел последний миллион лет своего правления. До 1980 года все, что мы знали о тираннозавре, основывалось на четырех неполных скелетах. Спустя десятилетия было обнаружено более двух десятков других экземпляров тираннозавра. При обнаружении новых окаменелостей ученые отметили различия в этих образцах. Они разделили образцы на два типа: крепкая морфа с крупными широкими костями и стройная грациозная морфа. Первоначально исследователи предположили, что различия в полу и возрасте динозавров объясняют различия.
Т. rex: один вид или три?
Грегори Пол, независимый и плодовитый палеонтолог, думал, что может быть другое объяснение. Возможно, эти разные формы T. rex вовсе не T. rex, а другие виды рода Tyrannosaurus. С всплеском открытий окаменелостей Пол наконец почувствовал, что у него есть данные, необходимые для проверки этой идеи. Изучив три дюжины образцов тираннозавра, Пол и его группа исследователей пришли к выводу, что окаменелости группируются в три различных вида.
Чтобы назвать любой вид, исследователи следуют международной конвенции. Названия видов делятся на два слова. В первом указывается название рода, а во втором перечисляется конкретное имя или эпитет. Вместе эти слова составляют уникальное видовое название. Теперь, наряду с T. rex (лат. «король» Tyrannosaurus), Пол и его коллеги предложили включить T. imperator («император») и T. regina («королева»). Их результаты, опубликованные в журнале Evolutionary Biology, вызвали бурные споры среди палеонтологов.
Не все T. Rex созданы равными
Надежность - не единственная вариация. Образцы тираннозавров также имеют различия в зубах. У одних один резцевидный зуб, у других два. Пол и его коллеги утверждают, что, поскольку эти вариации развиваются внутри рода в течение геологического времени, эти различия могут намекать на эволюцию на уровне видов.
Доказательства физических различий, безусловно, не являются достаточным доказательством видообразования. Эволюция длится миллионы лет. Это означает, что вид должен выжить в течение длительного времени, чтобы разветвиться на другие виды. Кроме того, должна быть экологическая причина, чтобы спровоцировать видообразование.
Пол и его коллеги утверждают, что у T. rex было и время, и экологическое давление, которое требуется для видообразования. Во-первых, время существования тираннозавра - от 2 до 2,5 миллионов лет - соответствует необходимому порогу. Во-вторых, Т.rex был наиболее активен в мезозойскую эру, когда в роду существовало много видов динозавров. Если похожие типы динозавров разделились на виды, вероятно, было достаточно экологических ниш, доступных для тех же событий видообразования, которые произошли у тираннозавра.
Сбор доказательств исключительной изменчивости
Условия видообразования кажутся подходящими. Тем не менее, Полу и его коллегам нужно было показать, что различия между морфами тираннозавров исключительны. Различия между морфами должны превышать степень физической изменчивости, проявляемой внутри других видов (вариации, которые возникают, возможно, из-за возраста или между полами). Если они это сделают, доказательства укажут, что мы смотрим на несколько видов. Исследователи также надеялись показать четкие связи между отдельными морфами тираннозавра. Наличие дополнительного резцового зуба должно соответствовать либо робастной, либо изящной морфе.
Исследователи сделали конкретные прогнозы, которые они надеялись проверить. Например, если эти морфы представляют собой просто разные полы T. rex, количество каждой формы должно быть примерно одинаковым. Если морфы соответствуют возрасту, их следует видеть вместе по всей летописи окаменелостей тираннозавра, хотя и не обязательно в равном количестве. Однако, если эти две формы являются отдельными видами, мы должны увидеть прогрессивный сдвиг в преобладании одной формы над другой.
Пол и его коллеги отправились в музейные коллекции, чтобы собрать доказательства, имея в виду эти мысли.
Ищем подсказки
Исследователи собрали и проанализировали набор анатомических измерений 38 различных образцов тираннозавра. Они сосредоточились на пропорциях бедренной кости - соотношении длины кости к ее окружности - как на первичной оценке прочности образца. Эта пропорция важна, потому что бедренная кость поддерживает всю массу тела динозавра. Они также оценили зубы каждого экземпляра, чтобы отследить, коррелирует ли количество резцовых зубов с прочностью.
Чтобы проверить, превышают ли изменения, наблюдаемые в размерах бедер, то, что мы ожидаем от видов с крупным телом, они собрали данные о четырех родственных родах, включая Albertosaurus. Они построили вариацию и составили уравнение для каждого вида. Это позволило исследователям создать модель, которая подскажет им, попадает ли бедренная вариация тираннозавра внутрь или за пределы того, что мы могли бы ожидать. Затем исследователи нанесли морфы как на пространственную, так и на временную карту, чтобы увидеть, регулярно ли они появляются в одном и том же месте в одно и то же время, как предсказывает гипотеза об одном виде..
Результаты указывают на несколько видов, возможно
Исследователи обнаружили необычные различия в пропорциях бедер среди образцов. По сравнению с другими видами вариация превышает ожидаемую примерно на 14 процентов. После удаления самых маленьких экземпляров вариация тираннозавра почти на 55 процентов больше, чем ожидалось. Наконец, крепкие тираннозавры численно превосходят грациозных тираннозавров более чем в два раза. Мы бы не ожидали такой закономерности, если бы устойчивость была связана с полом. Это соотношение также ставит под сомнение гипотезу о том, что устойчивость связана с возрастом. Поскольку крепкие формы должны быть относительно редким побочным продуктом нескольких особей, доживающих до старости, мы ожидаем найти меньше, а не больше крепких динозавров. Наконец, исследователи обнаружили, что изящные морфы чаще имели один резцевидный зуб.
Окаменелости тираннозавра также были обнаружены в трех отдельных слоях отложений. Глубина каждого слоя соответствует периоду времени. Самые старые окаменелости появляются в нижнем слое, а самые молодые - в верхнем. Интересно, что они обнаружили, что три морфа не перекрываются во всех трех слоях. Эти данные свидетельствуют о том, что со временем физиология тираннозавра изменилась. Они также указывают на то, что разные морфы, вероятно, не были разного возраста или пола одного и того же вида.
В конце концов, собранные данные не соответствовали стандартам, позволяющим официально принять гипотезу об изменчивости тираннозавра. Тем не менее, авторы утверждают, что наиболее вероятным объяснением является то, что морфы представляют собой несколько видов тираннозавров. Согласно этому объяснению, существует три типа. Это Tyrannosaurus imperator, крупная форма с двумя резцовыми зубами; Tyrannosaurus rex, крупная форма с одним резцом; и Tyrannosaurus regina, стройная форма с одним резцом.
Не все палеонтологи убеждены
Авторы заканчивают статью вопросом. Они задаются вопросом, «следует ли просто отметить три морфотипа и иначе официально не признать их, или же целесообразно разделение на уровне видов». Пол считает, что данных достаточно. Согласно классификации исследователей, лишь несколько экземпляров окаменелостей окончательно принадлежат тираннозавру. Без учета других видов остальные экземпляры остаются «таксономически висящими».
Другие палеонтологи отвергают гипотезу Пола. Эксперт по тираннозаврам Томас Карр из Карфагенского колледжа утверждает, что нет никаких существенных доказательств, подтверждающих это. «Это просто оттенки серого и очертания облаков», - сказал Карр National Geographic.
Карр был не единственным палеонтологом, который назвал результаты слишком расплывчатыми, чтобы доказать видообразование. Но Пол и его соавторы ожидали сопротивления. Они отмечают, что критика могла бы быть не такой яростной, если бы объектом исследования был любой динозавр, кроме символического тираннозавра.
Что такое вид?
Дебаты перекликаются с давней экологической и биологической проблемой: концепцией вида. Всякий, кто занимался продвинутой биологией, знает, что не существует универсальных условий, четко определяющих вид. Некоторые из наиболее известных критериев, такие как сходство ДНК и способность иметь жизнеспособное потомство, бесполезны при описании видов, вымерших миллионы лет назад. Этот процесс еще сложнее, когда мы полагаемся на окаменелости, для сохранения которых требуются особые условия. В любой момент может произойти новое открытие, которое перепишет историю тираннозавра.
Принимая во внимание эти проблемы, цель статьи заключалась не просто в том, чтобы предположить, что T. rex представляет собой более одного вида, но и в том, чтобы служить «средством для формулирования и фокусировки будущих исследований по вопросу о множественности видов»..”
Итак, T. regina и T. imperator, вероятно, не станут такими знаменитыми, как их родственник T. rex. Но вопрос о том, проходят ли виды в конечном счете ригидность, не имеет значения. Даже если большинство палеонтологов не согласны с выводами, статья Пола является примером того, как наука часто движется вперед: продвигая противоречивую идею, которая может не получить полного признания, но может вызвать продуктивные дебаты. Это помогает ученым пересмотреть давние теории и данные.