Хотя большинство ранних динозавров были вегетарианцами, существуют удивительные различия в том, как эти животные переходили на растительную пищу, говорится в новом исследовании ученых из Музея естественной истории и университетов Бристоля и Бирмингема.

Ученые использовали компьютерную томографию черепов динозавров, чтобы проследить эволюцию ранних травоядных динозавров, восстановить челюстные мышцы и измерить силу укуса животных, чтобы понять, как развивалось питание динозавров.

Пять черепов из растительноядной группы Ornithischia дали ключ к разгадке их пищевых привычек: Heterodontosaurus, Lesothosaurus, Scelidosaurus, Hypsilophodon и Psittacosaurus - самые ранние представители тех групп динозавров, которые впоследствии стали основными травоядными.

Более поздние орнитозавры, такие как трицератопс и стегозавр, демонстрируют широкий спектр приспособлений к питанию растениями, однако их ранние родственники до сих пор не были изучены должным образом.

Опубликовав свои выводы в журнале Current Biology, ученые обнаружили, что ранние "вегетарианские" динозавры эволюционировали совершенно по-разному, чтобы перейти на растительную диету.

Гетеродонтозавр имел большие челюстные мышцы по сравнению с размером черепа, что обеспечивало высокую силу укуса, идеальную для поедания жесткой растительности. Скелидозавр имел аналогичную силу укуса, но относительно меньшие челюстные мышцы по сравнению с его черепом. Однако эти животные имели больший общий размер тела и могли добиться сильного укуса. Напротив, череп Hypsilophodon не имел больших мышц. Вместо этого эти динозавры переориентировали свои мышцы, чтобы кусать более эффективно, но с меньшей мышечной силой.

Доктор Стефан Лаутеншлагер из Бирмингемского университета сказал: "Мы обнаружили, что каждый динозавр решал проблемы, связанные с растительной диетой, применяя совершенно разные методы питания. Одни компенсировали низкую эффективность питания за счет своего размера, другие развивали более крупные челюстные мышцы, повышали эффективность челюстной системы или комбинировали эти подходы. Хотя эти животные выглядели очень похоже, их индивидуальные решения одних и тех же проблем иллюстрируют непредсказуемый характер эволюции".

Вопреки распространенному мнению, большинство динозавров были растительноядными, хотя все они произошли от плотоядного предка. Многое уже известно о том, как различные динозавры потребляли пищу, но относительно мало что понятно о том, как они развивали свои предпочитаемые стили питания.

После компьютерного сканирования черепов команда реконструировала челюстные мышцы, используя данные о птицах и крокодилах, которые помогли указать, где должны были находиться мышцы. Затем они провели "анализ методом конечных элементов", который предполагает разделение черепа на тысячи отдельных частей (называемых элементами). Сила укуса, которую могут создать эти мышцы, рассчитывается на основе их размера и расположения.

Затем каждый череп моделировался для укуса воображаемого объекта, чтобы увидеть, как различные элементы реагируют на приложенную силу. Эти модели генерируют тепловые карты, показывающие участки черепа, которые испытывают сильное напряжение, и те, которые не испытывают сильного напряжения. Результаты показали, что хотя все эти динозавры питались растениями, у каждого из них были свои способы делать это.

Старший автор и палеонтолог из Музея естественной истории профессор Пол Барретт добавил: "Если вы хотите понять, как динозавры так эффективно диверсифицировались в такое количество различных типов, очень важно узнать, как они эволюционировали, чтобы питаться столь разнообразной растительностью разными способами. Такое разнообразие механизмов питания позволило им доминировать на суше в течение миллионов лет".

Доктор Дэвид Баттон, ведущий автор исследования, который проводил работу в музее, а сейчас является научным сотрудником Школы наук о Земле Бристольского университета, сказал: "Когда мы сравнили функциональные характеристики черепа и зубов этих растительноядных динозавров, мы обнаружили значительные различия в относительных размерах челюстных мышц, силе укуса и силе челюсти между ними. Это показало, что эти динозавры, хотя и выглядели несколько похоже, эволюционировали совершенно по-разному, чтобы справиться с растительной диетой.

"Это исследование помогает нам понять, как животные эволюционируют, чтобы занять новые экологические ниши. Оно показывает, что даже похожие животные, придерживающиеся схожей диеты, не всегда будут иметь одинаковые характеристики. Это подчеркивает, насколько инновационной и непредсказуемой может быть эволюция".