Некоторые динозавры могли вставать на задние лапы, пока не становились слишком большими

Два нойкензавра стоят на задних лапах, чтобы дотянуться до верхушки дерева. Компьютерный анализ показывает, что этот вид мог легко сохранять такое положение 66 миллионов лет назад. Credit: Guilherme Gehr

Некоторые длинношеие динозавры могли быть гораздо более способны стоять на задних лапах, чем предполагают их огромные тела.

Около 66 миллионов лет назад два южноамериканских завропода могли подниматься на задние лапы и оставаться в таком положении относительно долгое время, особенно в молодости. Эта способность могла помогать им дотягиваться до листьев на высоких деревьях, казаться более устрашающими для хищников, привлекать партнеров или размножаться.

Динозавры — уберабатитан из Бразилии и нойкензавр из Аргентины — были скромных размеров по сравнению с крупнейшими завроподами. Тем не менее, они были примерно сопоставимы с современными слонами. Взрослые уберабатитаны могли достигать длины до 26 метров, что делает их крупнейшими из известных динозавров Бразилии.

Новое исследование предполагает, что их способность стоять на задних лапах снижалась по мере роста. Молодые особи лучше удерживались на двух ногах, в то время как взрослые, вероятно, испытывали гораздо большую нагрузку из-за увеличения веса.

Результаты получены в ходе исследования, поддержанного FAPESP и опубликованного в журнале Palaeontology. В международную команду ученых вошли исследователи из Бразилии, Германии и Аргентины.

Тестирование костей динозавров инженерными инструментами

Чтобы выяснить, как завроподы справлялись с нагрузками при стоянии на задних лапах, исследователи обратились к вычислительному методу, часто используемому в инженерии.

Их целью было оценить, какое напряжение гравитация и вес тела оказывали на бедренную кость, когда каждый динозавр переносил вес на задние лапы.

«У более мелких завропод, таких как эти, костная и мышечная структура позволяла им легче и дольше стоять на двух задних лапах. Более крупные, вероятно, тоже могли стоять, но меньшее время и с меньшим комфортом, поскольку это положение вызывало сильное напряжение на бедренной кости», — резюмирует Жулиан Силва Жуниор, постдокторант Инженерной школы Университета штата Сан-Паулу (FEIS-UNESP) в Илья-Солтейра, Бразилия.

Силва Жуниор — первый автор исследования. Он провел исследование во время стажировки в Тюбингенском университете в Германии по стипендии FAPESP.

Команда создала цифровые реконструкции бедренных костей семи видов завропод. Выбранные динозавры представляли разные эволюционные ветви, размеры тела и анатомические особенности. Их модели были построены на основе окаменелостей, хранящихся в музеях естественной истории по всему миру.

Моделирование сил при стоянии на задних лапах

Ученые использовали метод конечных элементов (FEA), который разбивает структуру на множество мелких участков и рассчитывает, как каждый участок реагирует на давление, вес, тепло или другие силы. Инженеры часто используют тот же подход для проверки мостов, зданий и машин на устойчивость к нагрузкам.

«Используя эту технику, мы провели два моделирования. Одно касалось внешнего сценария, моделируя силу, действующую снаружи внутрь. В этом случае — гравитацию и собственный вес животного на бедренную кость, когда динозавр стоял на задних лапах. В другом мы анализировали внутренний сценарий — силу, которую мышцы оказывали бы на бедренную кость», — объясняет Силва Жуниор.

Объединив два моделирования, исследователи оценили общее напряжение, испытываемое бедренной костью каждого вида.

Наименьшие уровни напряжения были обнаружены у двух южноамериканских завропод. Одним был молодой уберабатитан ribeiroi (названный в честь бразильского муниципалитета Убераба, где он был найден, и, по совпадению, родного города Силвы Жуниора). Другим был нойкензавр australis (найденный у реки Нойкен в Аргентине).

Оба жили в позднем меловом периоде, около 66 миллионов лет назад.

Более крепкие кости дали преимущество мелким завроподам

Исследователи обнаружили, что у двух видов были особенно массивные бедренные кости. Их более толстые и прочные кости лучше распределяли силы, возникающие при стоянии животных на задних лапах.

«У них были более массивные бедренные кости, и они могли лучше рассеивать напряжение. У более крупных были очень большие мышцы и даже гигантские бедренные кости, но недостаточные, чтобы выдержать их вес. Это не значит, что они не могли вставать, но они, вероятно, выбирали лучшее время для этого, потому что это должно было быть неудобным положением», — говорит палеонтолог.

Более крупные завроподы, возможно, все еще были способны подниматься на задние лапы. Однако моделирование показывает, что они не могли удерживать позу так же комфортно или так же долго.

Взрослые особи уберабатитана, вероятно, сталкивались с той же проблемой. Хотя изученный молодой экземпляр был хорошо приспособлен к стоянию на задних лапах, полностью выросшие животные несли бы гораздо больший вес. Эта дополнительная масса, вероятно, подвергала их уровням напряжения, аналогичным тем, что испытывали другие гигантские завроподы.

Почему завроподы могли стоять на двух лапах

Стояние на задних лапах могло давать несколько важных преимуществ.

Завроподы были травоядными, поэтому подъем на задние лапы мог позволить им дотягиваться до растительности на высоких деревьях, недоступной для более низких животных. Эта поза также могла играть роль в размножении, позволяя самцам взбираться на самок или выполнять визуальные демонстрации для привлечения потенциальных партнеров.

Поза также могла служить оборонительной стратегией. Поднимая переднюю часть тела в воздух, завропод казался бы еще больше и угрожающе для приближающихся хищников.

При поддержке обеих задних лап и хвоста животное образовывало треножную стойку, то есть три точки контакта помогали стабилизировать его тело.

Важные ограничения исследования

Исследователи отмечают, что их модели не включали все структуры, которые могли бы влиять на то, как динозавры стояли.

Например, моделирование не учитывало хрящи — гибкую ткань, которая смягчает суставы и помогает поглощать и распределять напряжение. Они также не моделировали поддержку, обеспечиваемую хвостом, когда динозавр находился в треножном положении.

Поскольку хрящи не были проанализированы ни у одного из семи образцов, исследователи предположили, что они играли схожую роль у всех видов. Это означает, что метод наиболее полезен для сравнения динозавров друг с другом, а не для получения точных измерений для каждого отдельного животного.

«Инструмент, который мы используем, очень эффективен для сравнений, даже если ответ не является точным для каждого. Сравнивая представителей разных линий, мы можем получить довольно точную картину того, как эти животные вели себя миллионы лет назад», — говорит исследователь.

Источники:

Материалы предоставлены Фондом поддержки исследований штата Сан-Паулу.

Julian C. G. Silva Junior, Gabriel S. Ferreira, Agustín G. Martinelli, Thiago S. Marinho, Felipe C. Montefeltro. Standing giants: a digital biomechanical model for bipedal postures in sauropod dinosaurs. Palaeontology, 2025; 68 (4) DOI: 10.1111/pala.70019