Введение
Род рептилий (окаменелости)
Эласмозавр (/ɪ/, /l//æ//z//m//ə/'s//ɔːr//ə//s//, /m//oʊ// /) — род плезиозавров, обитавший в Северной Америке в кампанском веке позднего мелового периода, около 80,5 миллионов лет назад. Первый образец был обнаружен в 1867 году недалеко от форта Уоллас, штат Канзас, США, и отправлен американскому палеонтологу Эдварду Дринкеру Коупу, который в 1868 году дал ему название E. platyurus. Родовое название означает «рептилия с тонкой пластиной», а видовое — «плоскохвостый». Коуп первоначально реконструировал скелет эласмозавра, поместив череп на конце хвоста, ошибку, над которой посмеялся палеонтолог Отниел Чарльз Марш, и которая стала частью их соперничества, известного как «Война костей». Известен лишь один неполный скелет эласмозавра, состоящий из фрагментарного черепа, позвоночника, плечевых и тазовых поясов, и сегодня признан только один вид; другие виды теперь считаются недействительными или были отнесены к другим родам. Имея длину, эласмозавр обладал обтекаемым телом с веслообразными конечностями, коротким хвостом, небольшой головой и чрезвычайно длинной шеей. Одна лишь шея достигала длины. Вместе со своим родственником Альбертонектом, он был одним из самых длинношеих животных, когда-либо существовавших, с вторым по величине известным количеством шейных позвонков — 72, на 4 меньше, чем у Альбертонекта. Череп был бы вытянутым и треугольным, с большими, клыковидными зубами спереди и более мелкими зубами к задней части. У него было по шесть зубов в каждой предчелюстной кости верхней челюсти и, возможно, 14 зубов в верхнечелюстной кости и 19 в зубной кости нижней челюсти. Большинство шейных позвонков были сжаты с боков и несли продольный гребень или киль по бокам. Семейство Elasmosauridae было основано на роде Elasmosaurus, первом признанном представителе этой группы длинношеих плезиозавров. Эласмозавриды были хорошо приспособлены к водной жизни и использовали свои плавники для плавания. Вопреки более ранним изображениям, их шеи не были очень гибкими и не могли удерживаться высоко над поверхностью воды. Неизвестно, для чего использовались их длинные шеи, но они могли выполнять функцию при питании. Эласмозавриды, вероятно, питались мелкой рыбой и морскими беспозвоночными, захватывая их своими длинными зубами, и могли использовать гастролиты (желудочные камни), чтобы помочь переварить пищу. Эласмозавр известен по формации Пьер-Шейл, которая представляет собой морские отложения Западного Внутреннего морского пути.
История исследования
В начале 1867 года американский армейский хирург Теофилус Тернер и армейский разведчик Уильям Комсток исследовали скалы вокруг Форта Уоллес, Канзас, где они находились во время строительства Тихоокеанской железной дороги. Примерно к северо-востоку от Форта Уоллес, недалеко от МакАлластера, Тернер обнаружил кости крупного ископаемого рептилии в овраге в формации Пьера Шейла, и, хотя у него не было палеонтологического опыта, он понял, что останки принадлежат "вымершему чудовищу". В июне Тернер передал три ископаемых позвонка американскому ученому Джону ЛеКонте, члену железнодорожной экспедиции, чтобы тот доставил их на восток для идентификации. В декабре ЛеКонте передал некоторые из позвонков американскому палеонтологу Эдварду Дринкеру Коупу в Академию естественных наук Филадельфии (ANSP, известную с 2011 года как Академия естественных наук Университета Дрекселя). Узнав, что это останки плезиозавра, большего, чем любой, виденный им в Европе, Коуп написал Тернеру, прося доставить остальные образцы за счет ANSP. В декабре 1867 года Тернер и другие из Форта Уоллес вернулись на место и извлекли большую часть позвоночного столба, а также конкреции, содержащие другие кости; общий вес материала составил 400 кг. Ископаемые были выкопаны или вырваны из относительно мягкого сланца кирками и лопатами, погружены на конную повозку и перевезены обратно в Форт Уоллес. Коуп прислал инструкции по упаковке костей, которые затем были отправлены в ящиках, набитых сеном, на военном транспорте на восток, к железной дороге, которая еще не дошла до форта. Образец прибыл в Филадельфию по железной дороге в марте 1868 года, после чего Коуп быстро его осмотрел и доложил об этом на мартовском собрании ANSP, где он назвал его Elasmosaurus platyurus. Родовое название Elasmosaurus означает "тонкопластинчатая рептилия", в связи с "пластинчатыми" костями грудной и тазовой областей, а видовое название platyurus означает "плоскохвостый", в связи со сжатым "хвостом" (на самом деле шеей) и пластинками позвонков в этой области. В 1986 году была завершена трехмерная реконструкция голотипа скелета, которая сейчас выставлена в ANSP. Этот отлив позже был скопирован компанией Triebold Paleontology Incorporated, и реплики были предоставлены другим музеям. Реплика в музее Форта Уоллес имеет длину около одного метра. В 2018 году Дэвидсон и Эверхарт задокументировали события, приведшие к исчезновению этих окаменелостей, и предположили, что на фотографии и рисунке мастерской Уотерхауса 1869 года, по-видимому, изображены конкреции на полу, которые могли быть необработанными поясами Эласмозавра. Они также отметили, что концептуальные эскизы Палеозойского музея показывают, что модель Эласмозавра первоначально задумывалась с длинным "хвостом", хотя позже была обновлена с длинной шеей. Дэвидсон и Эверхарт пришли к выводу, что окаменелости пояса, скорее всего, были уничтожены в мастерской Хокинса. Окаменелости, которые могли принадлежать голотипу, были найдены американским геологом Бенджамином Франклином Маджем в 1871 году, но, вероятно, с тех пор были потеряны. В 2007 году колумбийские палеонтологи Лесли Ноэ и Марсела Гомес Перес выразили сомнение в том, что дополнительные элементы принадлежали к типовому экземпляру или даже к Elasmosaurus, из-за отсутствия доказательств. Они объяснили, что элементы, отсутствующие в голотипе, могли быть потеряны из-за выветривания или просто не собраны, а части могли быть потеряны или повреждены во время транспортировки или подготовки. Гастролиты также могли не быть распознаны как таковые во время сбора, поскольку такие камни не были зарегистрированы у плезиозавра до десяти лет спустя. В 2017 году Сакс и Йоахим Ладвиг предположили, что фрагментарный скелет эласмозаврида из верхнего кампана Кронсмура в Шлезвиг-Гольштейне, Германия, и хранящийся в Музее естествознания в Билефельде, мог принадлежать Elasmosaurus. Дополнительные части того же скелета хранятся в Институте геологии Гамбургского университета, а также в частных коллекциях. В совокупности образец состоит из шейных, спинных и хвостовых позвонков, фаланг, зуба, элементов конечностей, 110 гастролитов и неопределенных фрагментов.
Описание
Хотя единственный известный экземпляр эласмозавра (голотипный образец ANSP10081) фрагментарен и лишен многих элементов, родственные эласмозавриды указывают на то, что у него было компактное, обтекаемое тело, длинные, веслообразные конечности, короткий хвост, пропорционально маленькая голова и чрезвычайно длинная шея. Длина шеи эласмозавра оценивается в 2,5 метра. Таким образом, эласмозавр и его родственник альбертонект были одними из самых длинношеих животных, когда-либо существовавших, с наибольшим количеством шейных позвонков среди всех известных позвоночных. Как и у других эласмозаврид, у эласмозавра был вытянутый треугольный череп. Морда была округлой и почти образовывала полукруг в верхней проекции, а предчелюстные кости (формирующие переднюю часть верхней челюсти) несли низкий киль по средней линии. Количество зубов у эласмозавра установить сложно из-за фрагментарности окаменелостей. Вероятно, в каждой предчелюстной кости было по шесть зубов, а сохранившиеся зубы имели форму крупных клыков. Число предчелюстных зубов отличало эласмозавра от примитивных плезиозавроидов и большинства других эласмозаврид, у которых обычно их было меньше. Два передних зуба были меньше последующих и располагались между первыми двумя зубами зубных костей нижней челюсти. Известные зубы передней части нижней челюсти были крупными клыками, а зубы в задней части челюстей, по-видимому, были меньше. Зубной ряд эласмозаврид был обычно гетеродонтным (неоднородным по всей челюсти), с зубами, постепенно уменьшающимися в размере от передней части к задней. Верхнечелюстные кости (крупнейшая кость верхней челюсти, несущая зубы) эласмозаврид обычно содержали 14 зубов, а зубные кости (основная часть нижней челюсти) – от 17 до 19. Зубы перекрывали друг друга, а их коронки были узкими и округлыми в поперечном сечении. Симфиз нижней челюсти (место соединения двух половин нижней челюсти) был хорошо окостенелым, без видимого шва. К 1906 году грудной и тазовый пояса голотипа были признаны утраченными, но последующие наблюдения об этих элементах были сделаны на основе оригинальных описаний и рисунков конца XIX века. Лопатки (скапулы) были срощены и соприкасались по средней линии, не имея следов медиальной пластинки. Верхние отростки лопаток были очень широкими, а "шейки" лопаток – длинными. Грудной пояс имел длинную перекладину посередине – предположительно продвинутую черту, отсутствующую у молодых плезиозавров. Седалищные кости (парные кости, образующие часть таза) были соединены посередине, образуя медиальную перекладину вдоль таза – черта, обычно не встречающаяся у плезиозавров. Сопровождая свое описание E. platyurus в 1869 году, Коуп назвал другой вид эласмозавра, E. orientalis, основываясь на двух спинных позвонках из Нью-Джерси. Он отличил E. orientalis от E. platyurus более развитыми отростками, известными как парапофизы, на позвонках, считая, что он ближе к цимолиазавру; однако он все же отнес его к эласмозавру из-за его больших размеров и угловатых сторон. Первый из этих позвонков использовался в качестве дверного упора в портновской мастерской, а другой был найден в яме смотрителем Сэмюэлем Локвудом. Коуп дал название orientalis новому виду, полагая, что у него может быть более восточное распространение, чем у E. platyurus. В 1952 году Уэллс считал этот вид nomen dubium из-за его фрагментарности. В 1870 году в ответ Лейди сам Коуп заявил, что родовое положение E. orientalis сомнительно, и что он изобразил его с короткой шеей, полагая, что это состояние цимолиазавра. Если бы больше останков показали, что у E. orientalis была длинная шея, как у эласмозавра, он заявил, что изображение может лучше представлять цимолиазавра. В той же публикации 1869 года, где он назвал E. platyurus и E. orientalis, Коуп выделил дополнительный вид, E. constrictus, признав это естественным состоянием и считая constrictus "видом эласмозавра или его близким родственником". Пер Ове Перссон подтвердил его действительность в 1963 году, отметив продольный гребень на боках центра как черту эласмозаврид. В 1995 году Натали Барде и Паскаль Годфруа также признали его эласмозавридом, хотя и неопределенным. Коуп обнаружил еще один скелет эласмозаврида в 1876 году. Он назвал его новым видом, E. serpentinus, в 1877 году, и отличил его отсутствием сжатия в задней части шейных позвонков, наличием небольшого количества сидячих ребер среди первых нескольких спинных позвонков и наличием "слабых углов" под передними хвостовыми позвонками. Коуп также обнаружил еще один крупный скелет, очень похожий на известные останки E. orientalis из черного сланца "Cretaceous bed No.4"; он раскопал его с помощью Джорджа Б. Кледеннинга и капитана Николаса Бюзена. В 1943 году Уэллс исключил E. serpentinus из рода Elasmosaurus и поместил его в новый род Hydralmosaurus. Впоследствии все экземпляры Hydralmosaurus были перенесены в род Styxosaurus в 2016 году, сделав первый nomen dubium. Уилстон опубликовал рисунок другого экземпляра E. serpentinus в 1914 году; Элмер Риггс формально описал его в 1939 году. Уэллс перенес этот экземпляр в новый род и вид Alzadasaurus riggsi в 1943 году. Впоследствии серия из 19 шейных и спинных позвонков из региона Биг-Бенд, части формации Пьер-Шейл, была найдена Джоном Х. Чарльзом. Коуп, получив кости в Академии естественных наук, посчитал их еще одним видом эласмозавра. По словам Коупа, позвонки были самыми короткими среди представителей рода (приближаясь к цимолиазавру в этом отношении), но он все же считал, что они принадлежат к эласмозавру из-за их сжатой формы. Он назвал его E. intermedius в 1894 году. Однако в своем пересмотре североамериканских плезиозавров в 1906 году Уилстон посчитал позвонки "более или менее изувеченными" и не обнаружил отчетливых различий между останками E. intermedius и E. platyurus, однако он продолжил обозначать его как nomen dubium в 1962 году. В 1874 году он и Мадж обнаружили образец в Пламе-Крик, штат Канзас. Впоследствии он признал эласмозавридную природу его плечевой кости и ключицы. Таким образом, он переименовал вид в E. snowii. Второй образец, обнаруженный Элиасом Уэстом в 1890 году, также был отнесен им к E. snowii. В том же году Карпентер отнес оба к Styxosaurus snowii. Несколько русских видов, основанных на плохо сохранившихся позвоночных останках, были отнесены к эласмозавру Н. Н. Боголюбовым в 1911 году. Одним из них был E. helmerseni, впервые описанный В. Киприяновым в 1882 году из Малое Сердоба, Саратов, как Plesiosaurus helmerseni. Некоторые материалы из Скании, Швеция, были отнесены к P. helmerseni в 1885 году Х. Шрёдером. Позвоночные и конечностные останки из Курска, первоначально отнесенные Киприяновым к P. helmerseni, также были перенесены Боголюбовым к новому виду E. kurskensis, который он считал "идентичным эласмозавру или связанным с ним". Он также назвал E. orskensis, основываясь на "очень крупных" шейных и хвостовых позвонках из Коноплянки, Оренбург; и E. serdobensis, основываясь на одном шейном позвонке из Малое Сердоба. Однако действительность всех этих видов подвергается сомнению. Уэллс считал E. kurskensis неопределенным плезиозавром в 1962 году. В 2000 году Сторрс, Архангельский и Владимир Ефимов согласились с Уэллсом по поводу E. kurskensis и обозначили E. orskensis и E. serdobensis как неопределенных эласмозаврид. Эта классификация была принята Александром Авериановым и В. К. Поповым в 2005 году. Затем, в 1916 году, Православлев, Павел Александрович назвал E. amalitskii из региона реки Дон, основываясь на образце, содержащем позвонки, конечностные пояса и кости конечностей. Перссон считал его действительным видом и относительно крупным членом эласмозаврид; в работе, опубликованной в 1889 году, Ричард Лидеккер отнес этот вид к цимолиазавру. Wilh...
In 1949 Welles named a new species of Elasmosaurus, E. morgani. It was named from a well preserved skeleton found in Dallas County, Texas. However, part of the specimen was accidentally thrown out during the relocation of the Southern Methodist University's paleontological collections. Despite its reassignment and the loss of its material, L. morgani is often considered an archetypal elasmosaurid. Data based on these lost elements were unquestionably accepted in subsequent phylogenetic analyses, until a redescription of the surviving elements was published by Sachs and Benjamin Kear in 2015. Persson assigned another species to Elasmosaurus alongside his 1959 description of "E."helmerseni remains from Sweden, namely E.(?)gigas. It was based on Schröder's Pliosaurus(?) gigas, named in 1885 from two dorsals; one was found in Prussia, the other in Scania. While they were incomplete, Persson recognized that their proportions and the shape of their articular ends differed greatly from pliosauroids, and instead agreed well with elasmosaurids. Given that, at the time of Persson's writing, "there [was] nothing to contradict that they are nearest akin to Elasmosaurus", he assigned them to Elasmosaurus "with hesitation". Theodor Wagner had previously assigned gigas to Plesiosaurus in 1914. Another species from Russia, E. antiquus, was named by Dubeikovskii and Ochev in 1967 He subsequently abandoned this idea in his 1869 description of Elasmosaurus, where he stated he had based it on Leidy's erroneous interpretation of Cimoliasaurus. In this paper, he also named the new family Elasmosauridae, containing Elasmosaurus and Cimoliasaurus, without comment. Within this family, he considered the former to be distinguished by a longer neck with compressed vertebrae, and the latter by a shorter neck with square, depressed vertebrae. Charles Andrews elaborated on differences between elasmosaurids and pliosaurids in 1910 and 1913. He characterized elasmosaurids by their long necks and small heads, as well as by their rigid and well developed scapulae (but atrophied or absent clavicles and interclavicles) for forelimb driven locomotion. Meanwhile, pliosaurids had short necks but large heads, and used hindlimb driven locomotion. Although the placement of Elasmosaurus in the Elasmosauridae remained uncontroversial, opinions on the relationships of the family became variable over subsequent decades. Williston created a revised taxonomy of plesiosaurs in 1925. In 1940 Theodore White published a hypothesis on the interrelationships between different plesiosaurian families. He considered Elasmosauridae to be closest to the Pliosauridae, noting their relatively narrow coracoids as well as their lack of interclavicles or clavicles. His diagnosis of the Elasmosauridae also noted the moderate length of the skull (i. e., a mesocephalic skull); the neck ribs having one or two heads; the scapula and coracoid contacting at the midline; the blunted rear outer angle of the coracoid; and the pair of openings (fenestrae) in the scapula–coracoid complex being separated by a narrower bar of bone compared to pliosaurids. The cited variability in the number of heads on the neck ribs arises from his inclusion of Simolestes to the Elasmosauridae, since the characteristics of "both the skull and shoulder girdle compare more favorably with Elasmosaurus than with Pliosaurus or Peloneustes." He considered Simolestes a possible ancestor of Elasmosaurus. Oskar Kuhn adopted a similar classification in 1961. and Franziska Großmann's 2007 analysis. However, Ketchum and Benson's analysis instead included it in the Leptocleidia, and its inclusion in that group has remained consistent in subsequent analyses. Within the Elasmosauridae, Elasmosaurus itself has been considered a "wildcard taxon" with highly variable relationships. Ketchum and Benson's 2010 analysis included Elasmosaurus in the former group. In 2020, O'Gorman formally synonymized Styxosaurinae with Elasmosaurinae based on the inclusion of Elasmosaurus within the group, and also provided a list of diagnostic characteristics for the clade. Topology A: Benson et al. (2013)
A 2015 study concluded that locomotion was mostly done by the fore flippers while the hind flippers functioned in maneuverability and stability; a 2017 study concluded that the hind flippers of plesiosaurs produced 60% more thrust and had 40% more efficiency when moving in harmony with the fore flippers. The paddles of plesiosaurs were so rigid and specialized for swimming that they could not have come on land to lay eggs like sea turtles. Therefore, they probably gave live birth (viviparity) to their young like some species of sea snakes. Evidence for live birth in plesiosaurs is provided by the fossil of an adult Polycotylus with a single fetus inside. Elasmosaurid remains provide some evidence they were preyed upon. A humerus of an unidentified subadult elasmosaurid was found with bite marks matching the teeth of the shark Cretoxyrhina, while a crushed Woolungasaurus skull has tooth marks matched to the pliosaur Kronosaurus.
Движение шеи и функция
Коуп в 1869 году сравнил строение тела и поведение эласмозавра со змеями. Хотя он предположил, что позвоночник туловища не позволял значительных вертикальных движений из-за удлиненных нервных отростков, почти образующих непрерывную линию с небольшим пространством между соседними позвонками, он считал, что шея и хвост были гораздо более гибкими: «Змеевидная голова поднималась высоко в воздух или опускалась по воле животного, то изгибалась, подобно лебединой шее, готовясь к броску за рыбой, то вытягивалась в состоянии покоя на воде или отклонялась при исследовании глубин». Моделирование течения воды на 3D-моделях показало, что более удлиненные шеи, как у эласмозаврид, не увеличивали силу сопротивления при плавании по сравнению с плезиозаврами с более короткой шеей. С другой стороны, боковое изгибание шеи увеличивало силу сопротивления, особенно у форм с очень длинными шеями. Другое исследование показало, что длинные шеи элазмозавров обычно увеличивали сопротивление при движении вперед в воде, но это компенсировалось их крупным туловищем, и, следовательно, большие размеры тела могли способствовать эволюции более длинных шей.
Кормление
В 1869 году Коуп отметил, что чешуя и зубы шести видов рыб были обнаружены непосредственно под позвонками голотипа Эласмозавра, и предположил, что эти рыбы составляли рацион животного. На основании этих останков Коуп описал новый вид барракуды – Sphyraena carinata. Также высказывалось предположение, что хищнические способности эласмозавридов были недооценены; их большие черепа, мощные челюстные мышцы, крепкие челюсти и длинные зубы указывают на то, что они могли охотиться на животных длиной от … до …, о чем свидетельствуют находки в содержимом желудков, включающем остатки акул, рыб, мозазавров и головоногих моллюсков. Возможно, Эласмозавр и его сородичи выслеживали косяки рыб, скрываясь снизу и медленно поднимая голову при приближении. Глаза животного располагались на верхней части головы, что позволяло им видеть прямо вверх. Такое стереоскопическое зрение помогало обнаруживать мелкую добычу. Охота снизу также была возможна, когда силуэты добычи были видны на фоне солнечного света, а сами животные скрывались в темных водах. Эласмозавриды, вероятно, питались мелкой костной рыбой и морскими беспозвоночными, поскольку их небольшие, некинетические черепа ограничивали размер добычи, которую они могли проглотить. К тому же, благодаря длинным, тонким зубам, приспособленным для захвата, а не для разрывания добычи, эласмозавриды, несомненно, заглатывали ее целиком. Для гастролитов было предложено несколько различных функций, включая облегчение пищеварения, перемешивание пищевого содержимого, восполнение минералов, а также обеспечение хранения и контроля плавучести.
Палеоэкология
Эласмозавр известен по находкам из формации Pierre Shale (член Шарон-Спрингс) кампанского возраста верхнего мелового периода западного Канзаса, датируемых примерно 80,5 миллионами лет назад. Pierre Shale представляет собой период морской аккумуляции, связанный с Западным внутренним морским путем – мелководным континентальным морем, которое затопило большую часть центральной Северной Америки в меловом периоде. В наибольшей своей протяженности Западный внутренний морской путь простирался от Скалистых гор на западе до Аппалачей на востоке, его ширина достигала значительных размеров. В самой глубокой точке глубина могла составлять всего лишь несколько метров. Два крупных континентальных водосбора впадали в него с востока и запада, разбавляя его воды и принося осадочный ил, вымываемый с суши, который формировал изменчивые дельтовые системы вдоль его низменных берегов. На восточном крае морского пути происходило мало осадконакопления, тогда как на западном крае накапливался мощный слой осадков, эродированных с западных массивов суши. Таким образом, западное побережье было крайне изменчивым, завися от колебаний уровня моря и поступления осадков. Мягкое илистое морское дно, вероятно, получало очень мало солнечного света, но изобиловало жизнью благодаря постоянному дождю органического детрита от планктона и других организмов, обитавших выше по водному столбу. Дно было доминировано крупными моллюсками Иноцерамусом, покрытыми устрицами; биоразнообразие было невелико. Раковины моллюсков накапливались на протяжении столетий слоями под поверхностью морского дна, предоставляя укрытие мелким рыбам. Среди других беспозвоночных, обитавших в этом море, известны различные виды рудистов, криноидей и головоногих (включая кальмаров и аммонитов). К крупным рыбам, населявшим море, относятся костные рыбы Пахиризодус, Энходус, Цимолихт, Сауроцефалус, Сауродон, Гилликус, Ихтиодект, Ксифактинус, Протосфирена и Мартинихт; а также акулы Кретоксирин, Кретоламна, Скапаноринх, Псевдокоракс и Скваликоракс. Помимо Эласмозавра, здесь обитали и другие морские рептилии, такие как плезиозавры Libonectes, Styxosaurus, Thalassomedon, Terminonatator, Polycotylus, Brachauchenius, Dolichorhynchops и Trinacromerum; мозазавры Mosasaurus, Halisaurus, Prognathodon, Tylosaurus, Ectenosaurus, Globidens, Clidastes, Platecarpus и Plioplatecarpus; и морские черепахи Archelon, Protostega, Porthochelys и Toxochelys. Нелетающая водная птица Гесперорнис также нашла здесь свой дом. Птерозавры Птеранодон и Никтозавр, а также птица Икторнис, также известны по находкам, сделанным вдали от суши.