Царапины на зубах динозавров могли бы показать, чем они на самом деле питались. Впервые анализ текстуры зубной микроизноски (DMTA) был использован для определения привычек питания крупных тероподов, включая аллозавра и тираннозавра рекса.

Сделав 3D-изображения отдельных зубов и проанализировав рисунок нацарапанных на них отметин, исследователи смогли определить, какие динозавры, возможно, часто хрустели твердой костью, а какие, возможно, регулярно ели более мягкую пищу и добычу. Этот метод открывает новое направление исследований для палеонтологии, помогая нам лучше понять не только самих динозавров, но и окружающую среду и сообщества, в которых они жили.

От "Фантазии" до "Парка Юрского периода" тираннозавр рекс рассматривался как ужасающий хищник, который преследует свою жертву и расправляется с ней целиком. Но как часто этот культовый динозавр на самом деле поедал кости? А как насчет других хищных динозавров, которые существовали задолго до этого?

Исследователи из Токийского университета в сотрудничестве с командами из Университета Майнца и Гамбургского университета в Германии использовали анализ текстур микроповреждений зубов (DMTA), метод сканирования для изучения топографического износа зубов в микроскопических деталях на отдельных зубах динозавров, начиная с более чем 100 миллионов лет назад и заканчивая лучше поймите, что они, возможно, ели.

"Мы хотели проверить, можем ли мы использовать DMTA для поиска свидетельств различного пищевого поведения у тираннозавридов (из мелового периода, 145-66 миллионов лет назад) по сравнению с более старыми аллозаврами (из юрского периода, 201-145 миллионов лет назад), которые являются обоими типами тероподов," объяснила постдокторант Даниэла Винклер из Высшей школы пограничных наук.

"Из других исследований мы уже знали, что тираннозавриды могут раскалывать кости и питаться ими (из исследований их фекалий и следов укусов на кости). Но аллозавры намного старше, и о них не так много информации".

ДМТА в основном использовался для изучения зубов млекопитающих, поэтому это первый раз, когда он был использован для изучения тероподов. Та же исследовательская группа из Токийского университета также недавно провела исследование ДМТА у японских динозавров-зауроподов, известных своими длинными шеями и хвостами.

Было получено 3D-изображение поверхности зуба с высоким разрешением в очень маленьком масштабе 100 микрометров (одна десятая миллиметра) на 100 микрометров по размеру. Затем для анализа изображения использовалось до 50 наборов параметров текстуры поверхности, например, шероховатость, глубина и сложность следов износа.

Если сложность была высокой, т.е. были метки разного размера, которые накладывались друг на друга, это было связано с подачей твердых предметов, например, на кости. Однако, если сложность была низкой, т.е. метки были более упорядоченными, одинакового размера и не перекрывались, это было связано с подачей мягких предметов, таких как мясо.

В общей сложности команда изучила 48 зубов, 34 у динозавров-тероподов и 14 у крокодилов (современных крокодилов и аллигаторов), которые использовались в качестве сравнения. Команда смогла изучить оригинальные окаменелые зубы и сделать кремниевые слепки с высоким разрешением благодаря кредитам, предоставленным музеями естественной истории в Канаде, США, Аргентине и Европе.

"На самом деле мы начали исследование микроизносов зубов динозавров в 2010 году", - сказал преподаватель Мугино Кубо из Высшей школы пограничных наук. "Мой муж, доктор Тай Кубо, и я начали собирать зубные слепки динозавров и их современников в Северной и Южной Америке, Европе и, конечно же, Азии. С тех пор как Даниэла присоединилась к моей лаборатории, мы использовали эти формы для более широкого сравнения среди плотоядных динозавров ".

"Было особенно сложно провести это исследование во время пандемии, - сказал Винклер, - поскольку мы полагаемся на возможность собирать образцы из международных учреждений. На этот раз размер выборки может быть не таким большим, но это отправная точка".

Винклер говорит, что их удивило то, что они не нашли свидетельств сильного дробления костей ни у аллозавров, ни у тираннозавридов, хотя они знают, что тираннозавриды ели кости. Для такого неожиданного исхода может быть несколько причин. Возможно, что, хотя тираннозавр был способен есть кости, это делалось реже, чем считалось ранее. Кроме того, команда должна была использовать хорошо сохранившиеся зубы, так что, возможно, сильно поврежденные зубы, которые были исключены из этого исследования, были в таком состоянии, потому что эти животные больше питались костью.

Что-то, что команда обнаружила как у динозавров, так и у крокодилов, было заметной разницей между молодью и взрослыми. "Мы изучили два молодых экземпляра динозавров (одного аллозавра и одного тираннозаврида), и то, что мы обнаружили, было совершенно иной пищевой нишей и поведением для обоих по сравнению со взрослыми. Мы обнаружили, что зубы молодых особей были более изношены, что могло означать, что им приходилось чаще питаться тушами, потому что они ели остатки", - объяснил Винклер.

"Мы также смогли обнаружить различное пищевое поведение у молодых крокодилов; однако на этот раз все было наоборот. У молодых крокодилов зубы меньше изнашивались из-за употребления более мягкой пищи, возможно, такой, как насекомые, в то время как у взрослых зубы больше изнашивались из-за употребления более твердой пищи, например, у более крупных позвоночных".

Винклер говорит, что следующим шагом в отношении динозавров, вероятно, будет более детальное изучение длинношеих зауроподов, которых команда также изучала. Но сейчас она экспериментирует с чем-то гораздо, гораздо меньшим: сверчками. Рты насекомых могут быть крошечными и не иметь зубов, но исследователи хотят посмотреть, смогут ли они все еще найти свидетельства износа рта, используя ту же технику.

"Из того, что мы узнаем с помощью DMTA, мы, возможно, сможем реконструировать рацион питания вымерших животных и на основе этого сделать выводы о вымерших экосистемах, палеоэкологии и палеоклимате, а также о том, чем он отличается от сегодняшнего", - сказал Винклер. "Но это исследование также связано с любопытством. Мы хотим сформировать более четкое представление о том, какими на самом деле были динозавры и как они жили все эти миллионы лет назад".

Исследование опубликовано в журнале Dryad.