Динозавры могли быть умнее, чем принято считать. Окаменелый мозг игуанодонта изучили под микроскопом

Мозг ^[1] 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 ^[1] 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 ^[1], потому что мягкие ткани мозга ^[1] очень неустойчивы по своей природе. По-большому счёту, мы практически ничего не знаем о мозге ^[1] древних позвоночных, живших полмиллиарда лет назад. Насколько был развит мозг ^[1] 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 ^[2], то есть рельефа на внутренней стороне черепной коробки, отражающего рисунок крупных борозд и извилин головного мозга ^[1] и, в некоторых случаях, крупных сосудов. По эндокрану можно сделать выводы о форме и структуре мозга ^[1] с помощью 3D-реконструкции. Например, см. работу Курочкина с коллегами 2007 года ^[3] с изучением птичьего мозга ^[1] 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 ^[1] наземного организма учёным вообще никогда не удавалось получить.

Удивительно, что несмотря на фактическое отсутствие объекта исследований, учёные потратили немало сил на изучение мозга ^[1] динозавров по черепам. Первый хорошо сохранившийся череп динозавра был найден в 1871 году. Спустя 26 лет учёные подробно исследовали внутренности черепа игуанодонта ^[4], попытавшись определить функциональные отделы и структуру его мозга ^[1]. Игуанодонты — растительноядные птицетазовые динозавры, жившие в Европе и других регионах 140−120 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 ^[5] по эндокрану, с подробностями морфологии кровеносной, нервной и вестибулярной систем.

В то же время учёные склонялись к мнению, что давление мозга ^[1] 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 ^[1]. Соответственно, проведённые и упомянутые выше исследования эндокрана относятся скорее к неразвитому мозгу ^[1] на ранних стадиях. У взрослого динозавра, образно говоря, в большом черепе может скрываться маленький мозг ^[1], а всё остальное пространство заполнено иным содержимым. По крайней мере, до сих пор существовал распространённый образ, что у динозавров в мозге ^[1] было мало серого вещества. Как у современных рептилий, у которых между мозгом ^[1] 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 ^[6]. 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 ^[1]

Исследование окаменелости с помощью сканирующего электронного микроскопа выявило детальные структуры мозга ^[1], в том числе менингеальные ткани, кровеносные сосуды (включая капилляры) и бывшие внешние кортикальные ткани, которые относятся к коре больших полушарий головного мозга ^[1]. 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 ^[1] схематично изображён на иллюстрации. Слева внизу показан фрагмент окаменелости, который сохранился к настоящему времени. Это примерно третья часть мозга ^[1] 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 ^[1] 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 ^[1], учёные могут сказать, что у этого игуанодонта нет такого толстого защитного слоя между мозгом ^[1] и черепом. Защитные мембраны у него толщиной всего 1 мм. Это значит, что у динозавров мозг ^[1] 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 ^[1] 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 ^[1].

Научная работа опубликована ^[6] в издании Лондонского геологического общества (doi: 10.1144/SP448.3, pdf ^[7]).

Автор: alizar

Источник ^[8]