какой мозг у динозавров
Мнение палеонтолога: два мозга динозавров?
Это мнение настолько укоренилось, что даже в обиходе слово «динозавр» стало синонимом древности и тупости. Однако в отношении многих видов этих животных такая оценка несправедлива: достаточно вспомнить проворство и ловкость небольших хищных динозавров или общительность утконосых ящеров.
У хищного динозавра заурорнитоида (Saurornithoides) мозг был довольно большим, почти таким же, как у млекопитающих или птиц.
Выемки мозговых полостей черепа свидетельствуют о том, что участки мозга, отвечающие за зрение, обоняние или сложные виды движения, такие как балансирование, осязательные и хватательные функции, были достаточно хорошо выражены и достигали больших размеров.
Судя по форме мозговой полости черепа, хорошим зрением, слухом и обонянием отличались и утконосые динозавры. Именно эти чувства были особенно необходимы растительноядным ящерам, не имеющим панциря, чтобы своевременно распознавать врага.
Самый маленький мозг по сравнению с размерами тела был у панцирных и колючих динозавров. Стегозавр размером со слона имел мозг всего с грецкий орех! Неужели этого было достаточно? Однако, у него в бедренной области позвоночника находилась еще одна, более крупная полость для нервного центра.
Может быть, это утолщение спинного мозга представляло собой второй мозг, как утверждают отдельные исследователи? Конечно же, нет. Это был лишь обычный центр управления нервными путями задней части тела и хвоста. У большинства позвоночных животных с длинными хвостами спинной мозг имеет в этом месте заметное утолщение. А у стегозавров хвост был не просто огромным, длиннее всего тела, но еще и выполнял жизненно важную функцию — служил орудием зашиты.
Чтобы при целенаправленном ударе можно было точно управлять всеми мускулами хвоста, нужна была достаточно развитая нервная система в начале хвоста.
Однако настоящим мозгом является лишь тот, что заключен в черепе. И видимо, динозавру, безмятежно пасущемуся под защитой своих грозных шипов, такого мозга было вполне достаточно, ведь колючие динозавры просуществовали многие миллионы лет.
Какого размера мозг у динозавра
Динозавры — разумные существа или нет? Есть ли у них мозг? Какого размера мозг у динозавра? Сто лет как считается, что динозавр все-таки глупое существо. Американским палеонтологом Отниелом Маршем этот факт был доказан и обоснован с научной точки зрения. Вывод он сделал на основании изучения полного скелета огромнейшего динозавра.
Динозавр – то был огромным, а вот голова имела относительно небольшие размеры, впрочем, как и мозг. Глупое и медлительное животное — этот динозавр. Так стали считать с той поры. Хотя, будь динозавры живы, некоторые виды их просто обиделись на столь несправедливое утверждение. Ведь некоторые отличаются завидным проворством и ловкостью, а некоторые достаточно общительны.
Хищный динозавр заурорнитоид мог похвастаться большим мозгом. По размерам можно сравнить с мозгом млекопитающих или птиц. По выемкам мозговых полостей черепа можно утверждать с полной уверенностью, что слышал и видел он хорошо. Мог выполнять сложные движения — балансировать, осязать, хватать. Также большой мозг был у утконосого динозавра. Ящерам, питающимся растительностью, все перечисленные функции были нужны, чтобы не попасть на обед хищнику. Ведь у них не было никакой защиты!
Теперь получается, что у тех динозавров, которые были защищены от природы, мозг был небольших размеров по отношению к туловищу. У стегозавра, который по размерам был как слон, мозг был размером с грецкий орех.
Большим динозаврам маленький мозг позволил прожить миллионы лет. Видно, дело не в том какого размера мозг у динозавра.
Динозавры могли быть умнее, чем принято считать. Окаменелый мозг игуанодонта изучили под микроскопом
Мозг и его расположение схематично обозначены на фоне головы игуанодонта
Окаменелости мягких тканей некоторых древних животных очень подробно изучены. Есть образцы со всего фанерозоя (он начался ≈542 млн лет до н.э., продолжается до сих пор). Есть образцы даже из позднего неопротерозоя, который предшествовал фанерозою. Научное обсуждение строение мягких тканей и мозга древних морских беспозвоночных стали обычным делом. Совсем другое дело — окаменелости мягких тканей позвоночных, а особенно наземных. Это большая редкость.
Среди этих редких находок самыми ценными считаются окаменелые останки мозга, потому что мягкие ткани мозга очень неустойчивы по своей природе. По-большому счёту, мы практически ничего не знаем о мозге древних позвоночных, живших полмиллиарда лет назад. Насколько был развит мозг и как устроен? Эти данные учёные получали в основном из косвенных источников, а не в результате наблюдений.
Такими косвенными источниками являлись сравнительные анатомические исследования близко связанных сохранившихся таксонов, изучение внутренностей окаменелых черепов — эндокрана, то есть рельефа на внутренней стороне черепной коробки, отражающего рисунок крупных борозд и извилин головного мозга и, в некоторых случаях, крупных сосудов. По эндокрану можно сделать выводы о форме и структуре мозга с помощью 3D-реконструкции. Например, см. работу Курочкина с коллегами 2007 года с изучением птичьего мозга по окаменелостям, найденного в отложениях разреза Меловатка−3 в Волгоградской области (Россия). Это одна из самых подробных научных работ на эту тему в мировой науке.
Находки окаменелостей древних наземных позвоночных с эндокраном — редкие события сами по себе (нечасто внутренний рельф черепа сохраняется настолько хорошо). А вот окаменелости мягких тканей мозга наземного организма учёным вообще никогда не удавалось получить.
Удивительно, что несмотря на фактическое отсутствие объекта исследований, учёные потратили немало сил на изучение мозга динозавров по черепам. Первый хорошо сохранившийся череп динозавра был найден в 1871 году. Спустя 26 лет учёные подробно исследовали внутренности черепа игуанодонта, попытавшись определить функциональные отделы и структуру его мозга. Игуанодонты — растительноядные птицетазовые динозавры, жившие в Европе и других регионах 140−120 млн лет назад. В том числе на территории нынешних России, Украины и Беларуси.
Скелет игуанодонта в музее Бремена
В 1977 году Дэвид Норман довольно подробно изучил структуру мозга игуанодонта по эндокрану, с подробностями морфологии кровеносной, нервной и вестибулярной систем.
В то же время учёные склонялись к мнению, что давление мозга на череп у взрослых динозавров было низким. Это значит, что внутренняя форма черепа формировалась у них в раннем возрасте, когда череп не успевает за ростом мозга. Соответственно, проведённые и упомянутые выше исследования эндокрана относятся скорее к неразвитому мозгу на ранних стадиях. У взрослого динозавра, образно говоря, в большом черепе может скрываться маленький мозг, а всё остальное пространство заполнено иным содержимым. По крайней мере, до сих пор существовал распространённый образ, что у динозавров в мозге было мало серого вещества. Как у современных рептилий, у которых между мозгом и черепом есть толстый защитный слой. Специалисты предполагали, что у динозавров тоже может быть такой.
В 2016 году учёные впервые получили доступ и тщательно изучили настоящие окаменелые останки мозга динозавра. Это опять игуанодонт. Образец найден коллекционером на побережье в окрестностях курортного городка Бексхилл в графстве Сассекс на юго-востоке Англии, в отложениях раннего мелового периода (≈133 млн лет назад).
Место находки окаменелостей мозга
Исследование окаменелости с помощью сканирующего электронного микроскопа выявило детальные структуры мозга, в том числе менингеальные ткани, кровеносные сосуды (включая капилляры) и бывшие внешние кортикальные ткани, которые относятся к коре больших полушарий головного мозга. В окаменелостях они замещены фосфатом кальция, то есть коллофаном. В этом и состоит уникальность находки — это первый образец, в котором частично минерализовалась даже кора полушарий.
Весь процесс минерализации мозга схематично изображён на иллюстрации. Слева внизу показан фрагмент окаменелости, который сохранился к настоящему времени. Это примерно третья часть мозга динозавра по объёму. Зелёный цвет соответствует коллофану, красный — сидериту, то есть карбонату железа, тоже материалу осадочного происхождению, его часто находят в известняках.
По мнению учёных, мозг динозавра сохранился настолько хорошо благодаря тому, что перед минерализацией он очень быстро замариновался (засолился). Возможно, динозавр после смерти упал в воду, а затем его череп хранился в донных отложениях реки или озера.
Изучив окаменелости тканей мозга, учёные могут сказать, что у этого игуанодонта нет такого толстого защитного слоя между мозгом и черепом. Защитные мембраны у него толщиной всего 1 мм. Это значит, что у динозавров мозг заполняет большую часть пространства черепной коробки, примерно как у современных птиц.
Это вдобавок означает, что игуанодонт обладал гораздо более высоким интеллектом, чем предполагалось ранее, если относительный объём мозга соответствует уровню мыслительной деятельности животного.
Правда, есть вероятность, что под воздействием гравитации окаменелые останки могли сплющить защитную мембрану, так что для полной уверенности в более высоком интеллекте динозавров желательно найти другие образцы окаменелостей мозга.
Научная работа опубликована в издании Лондонского геологического общества (doi: 10.1144/SP448.3, pdf).
Интеллект динозавров
Интеллект динозавров (англ. Dinosaur intelligence ) — умственные способности и поведение динозавров.
[править] Общие сведения
Параллельно идущие цепочки следов множества динозавров, а также совместные захоронения десятков особей одного вида, близких по возрасту (утонувших в болоте, засыпанных вулканом и т. п.) доказывает, что некоторые динозавры объединялись в крупные стада.
Существенные части мозга отвечали за обаяние, зрение, балансировку [13] и т. д.
Исследование, осуществлённые Грантом Р. Херлбертом вместе с вышеупомянутыми Уитмером и Риджли, было направлено на измерение коэффициента энцефализации динозавров, основываясь на этом показателе у рептилий и птиц, также палеонтологи измеряли отношение массы конечного мозга к общей мозговой массе. Учёные установили, что тираннозавр имел самый большой относительный размер мозга среди всех нептичьих динозавров, кроме небольших представителей манирапторов (бэмбираптора, троодона и орнитомима). Вместе с тем было выявлено, что относительный размер мозга тираннозавра лежал в пределах диапазона такового у современных рептилий, хотя и существенно выше среднего значения. Так, отношение массы конечного мозга к общей мозговой массе составляло от 47 до 50 %, что превышает наименьший показатель у птиц, но приближается к типичному показателю у аллигаторов (45,9—47,9 %).
Совсем иного мнения Филип Джон Карри, палеонтолог из Университета Альберты, высказавший предположение о том, что тираннозавры могли жить в стаях. Карри сравнил Tyrannosaurus rex с близкородственными ему видами — Tarbosaurus bataar и Albertosaurus sarcophagus, для которых Карри ранее уже нашёл окаменелые свидетельства стайной жизни. Карри отмечал, что в Южной Дакоте была сделана находка скелетов трёх тираннозавров в непосредственной близости друг от друга. Выполнив компьютерную томографию, Карри заявил, что размер мозга тираннозавра в 3 раза превышает обычный размер для животного таких габаритов, следовательно, T. rex был способен к сложному социальному поведению. В частности, отношение размеров мозга тираннозавра к общему размеру тела превышало этот показатель у крокодилов и было в 3 раза выше, чем у таких травоядных, как трицератопс. По мнению Карри, тираннозавр был в 6 раз умнее большинства других динозавров и рептилий.
Коэффициентом энцефализации целурозавров близок к таковому у млекопитающих и птиц, тогда как другие тероподы и орнитоподы занимают промежуточное положение между птицами и холоднокровными рептилиями, а другие динозавры напоминают в этом плане холоднокровных рептилий.
У велоцираптора, например, был череп, как у койота, и мозг размером с мозг голубя (интеллект голубей сопоставим с интеллектом трехлетнего ребёнка). Некоторые утверждают, что интеллект троодона был как у курицы или опоссума.
При этом мозг динозавров развивался в процессе эволюции. Так, у древнего Buriolestes schultzi, жившего около 233—223 млн лет, мозг весил всего полтора грамма. Его примитивное строение похоже на мозг крокодила. При этом структуры в мозжечке были, правда, хорошо развиты, что говорит о способности уже этих ранних динозавров охотиться на движущуюся добычу. Этот хищник обладал хорошей координацией и мог охотиться на быстро движущихся животных; учёные изучили и его обонятельную луковицу, отвечающую за распознавание запахов и передний отдел головного мозга, который отвечает за умственные способности.
У древнего текодонтозавра, жившего около 205 млн лет назад, также удалось изучить детали мозга. Полученный слепок мозга показал детали флоккулярных долей, расположенных в задней части мозга, которые играют существенную роль в балансе. Их большой размер указывает на то, что динозавр был двуногим. Эта структура также связана с контролем баланса и движений глаз и шеи, что свидетельствует о том, что текодонтозавр был относительно проворным и мог сохранять устойчивый взгляд при быстром движении. Это может означать, что текодонтозавр мог ловить добычу, хотя морфология его зубов предполагает, что растения были основным источником пищи. Учёные смогли реконструировать внутреннее ухо, что позволило им оценить, насколько хорошо слышал текодонтозавр по сравнению с другими динозаврами. Его частота слуха была относительно высокой.
Динозавры были умнее, чем мы думали
Динозавры, хоть и давно вымершие, известны своими охотничьими способностями, но в меньшей степени — интеллектом. Отчасти это связано с тем, что у многих видов были относительно маленькие мозги. Их головы, защищенные плотными тканями, практически не оставляли места для серого вещества. Однако недавнее обнаружение первых окаменевших тканей мозга динозавра ставит под вопрос эту картину.
Окаменевший мозг был обнаружен на пляже возле Бексхилла в Сассексе, Англия. В нем сохранились ткани мозга крупного травоядного динозавра типа игуанодона, одного из первых идентифицированных видов динозавров. Найденное среди скал, которые сложились во время раннего мелового периода около 133 миллионов лет назад, ископаемое представляет собой эндокаст (мозговую полость), которая сформировалась по мере того, как слои осадочных пород постепенно засыпали череп.
Окаменелости эндокаста находили и раньше, но что необычно в этом образце, так это то, что минерализировался внешний миллиметр мозговых тканей. Следовательно, в окаменелости сохранились некоторые структуры исходных тканей. Изучив окаменелости с помощью сканирующего электронного микроскопа (этот мощный микроскоп позволяет визуализировать очень малые структуры), ученые смогли исследовать эти структуры в мельчайших подробностях.
В ходе исследования удалось обнаружить мозговые оболочки, жесткие коллагеновые наружные мембраны, защищающие мозг. Также крошечные кровеносные сосуды сохранились в виде трубок, проходящих по поверхности образца. Есть даже намеки на более глубокие ткани, которые могли образовать часть коры головного мозга, функциональной части мозга, содержащей нейроны.
Ученые полагают, что такой уровень сохранности был достигнут благодаря «маринованию» тканей мозга перед тем, как они минерализовались, возможно, после того, как динозавр умер в кислом водоеме с низким содержанием кислорода. Мягкие ткани сохранились, благодаря фосфатам и железным минералам, и сканы КТ (компьютерной томографии) показали, что ископаемые также содержат осадки, а также фрагменты листьев, веток и кости.
Хотя в том, что у динозавров были мозги, нет ничего удивительно, поразительно, как они умудрились сохраниться на протяжении многих миллионов лет. Теперь, когда мы знаем, что мозг динозавра мог сохраниться таким образом, мы будем ждать новых открытий и находок других образцов, сохраненных аналогичным образом.
Динозавры с птичьим мозгом
Это образец может также раскрыть информацию о размере мозгов динозавров, который рассматривается некоторыми учеными как примерный индикатор их интеллекта. Мозги современных рептилий вроде крокодилов зачастую окружены плотными защитными тканями. Ранее ученые уже предполагали, что мозги динозавров могут быть похожи, и собственно ткани мозга занимают не больше половины объема черепной коробки.
Однако окаменевший мозг показал, что у игуанодона защитные мембраны были всего миллиметровой толщины. Следовательно, мозг динозавра должен был занимать большую часть черепной коробки, как у современных птиц. Это, в свою очередь, может означать, что у игуанодона был более высокий интеллект, чем предполагали раньше. Выходит, иметь «птичий мозг» не так уж и плохо. Впрочем, возможно, осадочные породы раздавили защитный слой, сделав его тоньше, чем он был на самом деле.