Скам'янілий мозок ігуанодонта вивчили під мікроскопом.
Скам'янілості м'яких тканин деяких древніх тварин дуже докладно вивчені. і мозку древніх морських безхребетних стали звичною справою. Зовсім інша справа - скам'янілості м'яких тканин хребетних, а особливо наземних.
Серед цих рідкісних знахідок найціннішими вважаються скам'янілі останки мозку, тому що м'які тканини мозку дуже нестійкі за своєю природою. Ці дані вчені отримували переважно з непрямих джерел, а чи не внаслідок спостережень.
Такими непрямими джерелами були порівняльні анатомічні дослідження близько пов'язаних таксонів, що збереглися, вивчення нутрощів скам'янілих черепів - ендокрану, тобто рельєфу на внутрішній стороні черепної коробки, що відображає малюнок великих борозен і звивин головного мозку і, в деяких випадках, великих судин. про форму та структуру мозку за допомогою 3D-реконструкції. Наприклад, див. роботу Курочкіна з колегами 2007 року з вивченням пташиного мозку по скам'янілостей, знайденого у відкладах розрізу Меловатка-3 у Волгоградській області (Росія).
Знахідки скам'янілостей древніх наземних хребетних з ендокраном - рідкісні події власними силами (нечасто внутрішній рельф черепа зберігається настільки добре). А ось скам'янілості м'яких тканин мозку наземного організму вченим взагалі ніколи не вдавалося отримати.
Незважаючи на фактичну відсутність об'єкта досліджень, вчені витратили чимало сил на вивчення мозку динозаврів по черепах. Перший добре збережений череп динозавра було знайдено в 1871 році. Через 26 років вчені докладно досліджували нутрощі черепа ігуанодонта, спробувавши визначити функціональні відділи та структуру його мозку. Ігуанодонти - рослиноїдні птакетазові динозаври, що жили в Європі та інших регіонах 140-120 млн років тому. У тому числі на території нинішніх Росії, України та Білорусі.
Скелет ігуанодонта у музеї Бремена
У 1977 році Девід Норман досить докладно вивчив структуру мозку ігуанодонту за ендокраном, з подробицями морфології кровоносної, нервової та вестибулярної систем.
У той же час, вчені схилялися до думки, що тиск мозку на череп у дорослих динозаврів був низьким. Це означає, що внутрішня форма черепа формувалася в ранньому віці, коли череп не встигає за зростанням мозку. Відповідно, проведені та згадані вище дослідження ендокрану ставляться скоріше до нерозвиненого мозку на ранніх стадіях. У дорослого динозавра, образно кажучи, у великому черепі може ховатися невеликий мозок, а все інше місце заповнене іншим вмістом. Принаймні досі існував поширений образ, що у динозаврів у мозку було мало сірої речовини. Як у сучасних рептилій, у яких між мозком та черепом є товстий захисний шар.Фахівці припускали, що у динозаврів також може бути такою.
У 2016 році вчені отримали доступ і ретельно вивчили справжні скам'янілі останки мозку динозавра. Це знову ігуанодонт. Зразок знайдено колекціонером на узбережжі на околицях курортного містечка Бексхілл у графстві Сассекс на південному сході Англії, у відкладах раннього крейдяного періоду (133 млн років тому).
Місце знахідки скам'янілостей мозку
Дослідження скам'янілості за допомогою скануючого електронного мікроскопа виявило детальні структури мозку, у тому числі менінгеальні тканини, кровоносні судини (включаючи капіляри) та колишні зовнішні кортикальні тканини, які відносяться до кори великих півкуль головного мозку. У скам'янілості вони заміщені фосфатом кальцію, тобто колофаном. У цьому полягає унікальність знахідки — це перший зразок, у якому частково мінералізувалася навіть кора півкуль.
Весь процес мінералізації мозку схематично зображено на ілюстрації. Зліва внизу показаний фрагмент скам'янілості, який зберігся до теперішнього часу. Це приблизно третина мозку динозавра за обсягом. Зелений колір відповідає колофану, червоний - сидериту, тобто карбонату заліза, теж матеріалу осадового походження, його часто знаходять у вапняках.
На думку вчених, мозок динозавра зберігся настільки добре завдяки тому, що перед мінералізацією він дуже швидко замаринувався (засолився). Можливо, динозавр після смерті впав у воду, а потім його череп зберігався у донних відкладах річки чи озера.
Вивчивши скам'янілості тканин мозку, вчені можуть сказати, що цей ігуанодонт не має такого товстого захисного шару між мозком і черепом. Захисні мембрани у нього завтовшки всього 1 мм.Це означає, що у динозаврів мозок заповнює більшу частину простору черепної коробки, приблизно як у сучасних птахів.
Це також означає, що ігуанодонт мав набагато більш високий інтелект, ніж передбачалося раніше, якщо відносний обсяг мозку відповідає рівню розумової діяльності тварини.
Щоправда, є ймовірність, що під впливом гравітації скам'янілі останки могли сплющити захисну мембрану, так що для повної впевненості у вищому інтелекті динозаврів бажано знайти інші зразки скам'янілостей мозку.
Наукову роботу опубліковано у виданні Лондонського геологічного товариства (doi: 10.1144/SP448.3, pdf).
Вчені з'ясували, наскільки був розвинений мозок у динозаврів
Вчені з американського Університету Вандербільта, розташованого в Нешвіллі, припустили, що принаймні деякі з видів динозаврів мали розвинений мозок: за когнітивними здібностями він порівняний із сучасними приматами. З подробицями – науковий оглядач Микола Гринько.
Коли людство відкрило скам'янілості динозаврів, їх довго вважали допотопними тваринами. У буквальному значенні слова: вважали, що це останки тих негідних звірів, яких Ной не взяв на борт ковчега під час біблійного всесвітнього потопу.
Масовий інтерес до динозаврів у сучасному суспільстві виник відносно недавно – після виходу на екрани 1993 року фільму Стівена Спілберга "Парк юрського періоду". Цей та наступні фільми франшизи склали в умах публіки образ стародавніх ящерів як гігантських безмозких машин для вбивства – за дуже рідкісними винятками.
Згодом вчені відкривали нові деталі будови динозаврів, найвражаючою з яких стала наявність пір'я.Сьогодні настала черга мізків: схоже, величезні пернаті ящірки були зовсім не такими тупими.
Проблема з вивченням мозку динозаврів полягає в тому, що досліджувати, власне, нічого. М'які тканини не зберігаються так довго і фоссилізації (заміщення мінералами) з ними не відбувається. Все, що є у палеонтологів, - це скам'янілі черепні коробки, та й ті не завжди цілі. По порожнинах в них можна було б судити про розмір мозку, але, по-перше, цей показник мало говорить про когнітивні здібності, а по-друге, навіть у сучасних видів мозок не завжди займає череп.
Наукове видання Journal of Comparative Neurology опублікувало статтю, автори якої підійшли до завдання новим способом. Вони спробували підрахувати щільність нейронів у корі головного мозку динозаврів – області, важливу для виконання інтелектуальних завдань. У сучасних ссавців та птахів щільність цих нейронів набагато вища, ніж у нинішніх рептилій. Птахи – це нащадки (а точніше, гілка, що вижила) теропод, хижих динозаврів, до яких належав, наприклад, тиранозавр. Було б логічно припустити, деякі прийоми порівняльної пташиної анатомії підійдуть і древніх ящерів.
Ґрунтуючись на оцінках маси мозку, отриманих за допомогою комп'ютерної томографії черепів динозаврів, і великій базі даних про масу мозку птахів та рептилій, дослідники вивели формулу залежності щільності нейронів від маси тіла. З'ясувалося, що мозок тероподу підпорядковується тим самим правилам, що у теплокровних птахів (наприклад, страусів), а мозок зауроподов (таких як брахиозавр) більше схожий на мозок сучасних холоднокровних рептилій.
Тероподи були набагато кмітливішими, ніж прийнято вважати.Наприклад, 6-метровий аліорамус, що жив на території сучасної Монголії 70 мільйонів років тому, мав близько 1 мільярда коркових нейронів – приблизно стільки ж, скільки сучасні мавпи-капуцини. А в 300-грамовому мозку величезного тиранозавра, через який він і набув репутації глухого кута, містилося 3,3 мільярда нейронів - більше, ніж у нинішніх павіанів!
Звичайно, це не порівняти з людиною, тільки в одній корі мозку якої приблизно 16 мільярдів нервових клітин, а й безмозким тиранозавра тепер не назвеш.
Примати – одні з найрозвиненіших тварин Землі. Ті ж капуцини здатні використовувати і навіть виготовляти інструменти: вони сколюють каміння до появи гострих країв, щоб потім розкривати ними шкаралупу горіхів та панцирі ракоподібних. Вчені обережно припускають, що і динозаври (принаймні деякі з них) могли використовувати інструменти, жити в соціумі і навіть передавати знання з покоління до покоління.
На жаль для них (і на щастя для нас), розвинений мозок не дозволив давнім титанам пережити падіння гігантського метеориту. Але якби цієї катастрофи не сталося, цілком імовірно, що нащадки динозаврів, які дожили до наших днів, стали б розумним розумним видом планети (замість Homo Sapiens). Мало того, оскільки вони мали б фору в кілька десятків мільйонів років, Saurus Sapiens були набагато розвиненішими, ніж ми зараз, і напевно давно вийшли б у космос і колонізували інші планети.
Мозок динозаврів
Американський палеонтолог Освальд Марш більше 100 років тому вперше зміг дослідити повний скам'янілий скелет гігантського динозавра і констатував з подивом: "Дуже маленькі розміри черепа та мозкових порожнин свідчать, що цей динозавр був дуже дурною і повільною твариною".
Така думка настільки вкоренилася в умах простих обивателів, що навіть у побуті слово «динозавр» почало означати тупість і давнину. Але насправді щодо деяких видів динозаврів така оцінка не зовсім справедлива: досить згадати, що деякі хижі ящери були дуже спритними та спритними, а качконосі динозаври вміли домовлятися один з одним.
Хижий динозавр заурорнітоїд (Saurornithoides) мав досить великий мозок, майже такий же за розміром, як у сучасних птахів або м'яких ссавців.
Виїмки мозкових порожнин черепа можуть свідчити про те, що ділянки мозку, які відповідають за нюх, зір або складні види рухів кінцівок, такі як баланс голови та хвоста, хапальні та дотичні функції досягали великих розмірів і були добре виражені.
Качконосі динозаври, судячи за формою мозкових порожнин черепів, мали хороший слух, нюх і зір. Саме ці почуття особливо інтенсивно використовувалися динозаврами, які не мали захисного панцира, щоб встигнути вчасно відчути хижака.
У колючих та панцирних динозаврів був найменший мозок порівняно з обсягами їхніх тіл.Наприклад, Стегозавр виростав більше сучасного слона на цілу тонну, а його мозок був розміром всього з волоський горіх! Невже цього обсягу було достатньо, щоб керувати такою масою? Як показали подальші дослідження, у стегозавра в стегнової області хребта знаходився ще один так званий «мозковий центр» — про це свідчить наявність великої порожнини кісток.
Можливо, це потовщення спинного мозку функціонувало як другий мозок, як кажуть окремі дослідники? Звісно ж, ні. Цей звичайний центр керував нервовими шляхами задньої частини хвоста та тіла. Навіть у сучасному тваринному світі більшість хребетних тварин з довгими хвостами мають спинний мозок, який помітно потовщується у цьому місці. А у стегозаврів хвіст мав просто величезні розміри, він був довшим за його власне тіло, але виконував ще одну життєво важливу функцію — служив зброєю захисту.
Щоб нервова система могла точно без зволікань керувати всіма м'язами хвоста при цілеспрямованому і точному ударі, в основі хвоста потрібна була досить розвинена нервова система.
Однак справжнім мозком можна вважати лише той, що знаходиться в черепі. І мабуть, динозаврам, які безтурботно паслися під захистом своїх грізних шпильок, такого мозку було цілком достатньо, адже з такими маленькими об'ємами мозку колючі динозаври змогли вижити протягом десятків мільйонів років.
