Введение

Орден рептилий (ископаемые)
тип рода

Плезиозавры (,/p//l//iː//s//i//ə/'/s//ɔːr//i//ə//, // //z//i// / PLEEseeəSOReeə, zee; греч. πλησίος, plesios — «близкий» и sauros — «ящерица») — это отряд или клада вымерших мезозойских морских рептилий, принадлежащих к Sauropterygia. Плезиозавры впервые появились в позднем триасовом периоде, возможно, в ретийском ярусе, около 203 миллионов лет назад. Они стали особенно распространены в юрском периоде, процветая до исчезновения в результате мел-палеогенового вымирания в конце мелового периода, около 66 миллионов лет назад. Они имели всемирное распространение в океанах, а некоторые виды, по крайней мере частично, обитали в пресноводных средах. Плезиозавры были одними из первых ископаемых рептилий, которые были обнаружены. В начале XIX века ученые осознали, насколько своеобразно их строение, и в 1835 году они были выделены в отдельный отряд. Первый род плезиозавров, одноименный Plesiosaurus, был описан в 1821 году. С тех пор было описано более ста достоверных видов. В начале XXI века количество находок возросло, что привело к лучшему пониманию их анатомии, родственных связей и образа жизни. У плезиозавров было широкое, плоское тело и короткий хвост. Их конечности эволюционировали в четыре длинных ласта, которые приводились в движение сильными мышцами, прикрепленными к широким костным пластинам, образованным плечевым и тазовым поясами. Ласты совершали взмахообразные движения в воде. Плезиозавры дышали воздухом и рожали живых детенышей; есть основания полагать, что они были теплокровными. Плезиозавры демонстрировали два основных морфологических типа. Некоторые виды, с «плезиозавроморфным» строением, имели (иногда чрезвычайно) длинные шеи и маленькие головы; они были относительно медлительными и охотились на мелких морских животных. Другие виды, некоторые из которых достигали длины до семнадцати метров, имели «плиозавроморфное» строение с короткой шеей и большой головой; это были высшие хищники, быстрые охотники на крупную добычу. Эти два типа связаны с традиционным строгим разделением плезиозавров на два подотряда: длинношеих Plesiosauroidea и короткошеих Pliosauroidea. Однако современные исследования показывают, что в некоторых группах с «длинной шеей» могли встречаться представители с короткой шеей и наоборот. Поэтому были введены чисто описательные термины «плезиозавроморф» и «плиозавроморф», которые не подразумевают прямой родственной связи. Термины «Plesiosauroidea» и «Pliosauroidea» сегодня имеют более узкое значение. Термин «плезиозавр» корректно используется для обозначения Plesiosauria в целом, но в неформальном общении он иногда используется для обозначения только длинношеих форм, то есть старых Plesiosauroidea.

Ранние находки

Скелетные остатки плезиозавров одни из первых ископаемых вымерших рептилий, опознанных как таковые. Уэльский ученый Эдвард Лхуйд в своей работе Lithophylacii Brittannici Ichnographia, опубликованной в 1699 году, также включил изображения позвонков плезиозавров, которые вновь были приняты за позвонки рыб или ихтиоспондилов. Другие натуралисты в течение XVII века добавляли останки плезиозавров в свои коллекции, например, Джон Вудвард; лишь значительно позже их стали понимать как принадлежащие плезиозаврам, и сегодня они частично хранятся в Музее Седжвика. В 1719 году Уильям Стукли описал частичный скелет плезиозавра, который был доведен до его сведения прадедом Чарльза Дарвина, Робертом Дарвином из Элстона. Каменная плита была извлечена из карьера в Фулбеке, Линкольншир, и использовалась, с ископаемым на нижней стороне, для укрепления откоса водопоя в Элстоне, Ноттингемшир. После обнаружения странных костей, они были выставлены в местной викарии как останки грешника, утонувшего во время Всемирного потопа. Стукли подтверждал их "пост-потопное" происхождение, но понимал, что они представляют собой какое-то морское существо, возможно, крокодила или дельфина. Экземпляр сегодня экспонируется в Музее естественной истории, его инвентарный номер – NHMUK PV R.1330 (ранее BMNH R.1330). Это самый ранний обнаруженный более или менее полный скелет рептилии в музейной коллекции. Вероятно, он относится к Plesiosaurus dolichodeirus. Один из частичных скелетов плезиозавра, принадлежавший Тернеру, до сих пор хранится в Британском музее естественной истории под номером NHMUK PV R.45 (ранее BMNH R.45); сегодня он классифицируется как Thalassiodracon. Он был описан Уильямом Конибером и Генри Томасом Де ла Бешем и признан представляющим собой отчетливую группу. Был выделен новый род – Plesiosaurus. Родовое название происходит от греческого πλήσιος (plèsios) – "ближе к" и латинизированного saurus, означающего "ящер", чтобы выразить, что Plesiosaurus в "цепи бытия" располагался ближе к Sauria, в частности к крокодилу, чем Ichthyosaurus, имевший облик более примитивной рыбы. Таким образом, название следует понимать скорее как "приближающийся к ящерам" или "близкий к рептилиям", а не как "близкий к ящерицам". Части экземпляра до сих пор хранятся в Музее естественной истории Оксфордского университета. Это произошло во время того же заседания, на котором впервые было названо название динозавра – Megalosaurus. Обе находки раскрыли уникальное и причудливое строение этих животных, которое в 1832 году профессор Бакленд сравнил с "морской змеей, пронзенной панцирем черепахи". В 1824 году Конибир также дал видовое название Plesiosaurus: dolichodeirus, что означает "длинношеий". В 1848 году скелет был приобретен Британским музеем естественной истории и каталогизирован под номером NHMUK OR 22656 (ранее BMNH 22656). Плезиозавры стали более известны широкой публике благодаря двум богато иллюстрированным публикациям коллекционера Томаса Хокинса: "Воспоминания об ихтиозаврах и плезиозаврах" (1834) и "Книга о великих морских драконах" (1840). Хокинс придерживался весьма эксцентричной точки зрения на этих животных, считая их чудовищными творениями дьявола, существовавшими в доадамическую эпоху. В конечном итоге Хокинс продал свои ценные и тщательно восстановленные экземпляры Британскому музею естественной истории. В первой половине XIX века число находок плезиозавров неуклонно росло, особенно благодаря открытиям в морских скалах Лайм-Реджис. Один только сэр Ричард Оуэн описал почти сто новых видов. Однако большинство описаний основывалось на изолированных костях, без достаточной диагностики для их отличия от ранее описанных видов. Многие из новых видов, описанных в то время, впоследствии были признаны недействительными. Род Plesiosaurus особенно проблематичен, поскольку большинство новых видов были помещены в него, превратив его в таксон-утилизатор. Постепенно были выделены другие роды. Хокинс уже создавал новые роды, хотя они больше не считаются валидными. В 1841 году Оуэн назвал Pliosaurus brachydeirus. Его этимология отсылает к более раннему Plesiosaurus dolichodeirus, поскольку происходит от πλεῖος (pleios) – "более полный", отражая то, что, по мнению Оуэна, он был ближе к Sauria, чем Plesiosaurus. Его видовое название означает "короткошеий". Позже было установлено, что Pliosauridae имеют морфологию, принципиально отличающуюся от Plesiosauridae. Семейство Plesiosauridae было впервые выделено Джоном Эдвардом Греем в 1825 году. В 1835 году Анри Мари Дюкроте де Блейнвиль назвал сам отряд Plesiosauria.

Американские открытия

Во второй половине девятнадцатого века были сделаны важные находки за пределами Англии. Хотя это включало некоторые немецкие открытия, в основном это касалось плезиозавров, найденных в осадочных породах американского мелового периода Западного Внутреннего Морского Пути, в крейдовых отложениях Ниобрары. Одна окаменелость в особенности положила начало «Войне костей» между соперничающими палеонтологами Эдвардом Дринкером Коупом и Отниэлем Чарльзом Маршем. В 1867 году врач Теофил Тернер недалеко от форта Уоллес в Канзасе обнаружил скелет плезиозавра, который он передал Коупу. Коуп попытался восстановить животное, полагая, что более длинный конец позвоночного столба – это хвост, а более короткий – шея. Вскоре он заметил, что скелет, принимающий форму под его руками, обладал весьма необычными особенностями: шейные позвонки имели шевроны, а суставные поверхности хвостовых позвонков были ориентированы в обратном направлении. Взволнованный, Коуп пришел к выводу, что обнаружил совершенно новую группу рептилий: стрептозавров, или «повернутых ящеров», которые отличались бы перевернутыми позвонками и отсутствием задних конечностей, а хвост обеспечивал бы основное движение. После публикации описания этого животного, а затем иллюстрации в учебнике о рептилиях и амфибиях, Коуп пригласил Марша и Джозефа Лейди полюбоваться его новым Elasmosaurus platyurus. Выслушав некоторое время интерпретацию Коупа, Марш предположил, что более простое объяснение странного строения заключалось бы в том, что Коуп перевернул позвоночный столб относительно тела в целом. Когда Коуп возмущенно отреагировал на это предложение, Лейди молча взял череп и приложил его к предполагаемому последнему хвостовому позвонку, к которому он идеально подошел: это на самом деле был первый шейный позвонок, с сохранившимся фрагментом заднего черепа. Потрясенный, Коуп попытался уничтожить весь тираж учебника, а когда это не удалось, немедленно опубликовал исправленное издание с правильной иллюстрацией, но с той же датой публикации. Он оправдал свою ошибку, заявив, что его ввел в заблуждение сам Лейди, который, описывая образец Cimoliasaurus, также перевернул позвоночный столб. Позже Марш утверждал, что этот случай стал причиной его вражды с Коупом: «с тех пор он был моим злейшим врагом». И Коуп, и Марш, в своей сопернической борьбе, назвали множество родов и видов плезиозавров, большинство из которых сегодня считаются недействительными. Около рубежа веков большую часть исследований плезиозавров проводил бывший ученик Марша, профессор Сэмюэл Уэнделл Уиллистон. В 1914 году Уиллистон опубликовал свою книгу «Водные рептилии прошлого и настоящего». Несмотря на то, что в ней рассматривались морские рептилии в целом, она на протяжении многих лет оставалась наиболее полным общим текстом о плезиозаврах. В 2013 году Оливье Риппель готовил первый современный учебник. В середине двадцатого века США оставались важным центром исследований, главным образом благодаря открытиям Сэмюэля Пола Уэллса.

Недавние открытия

В то время как в течение девятнадцатого и большей части двадцатого века новые плезиозавры описывались со скоростью трех или четырех новых родов каждое десятилетие, темпы внезапно ускорились в 1990-х годах, и в этот период было обнаружено семнадцать плезиозавров. Темп открытий ускорился в начале двадцать первого века, и каждый год было названо около трех или четырех плезиозавров. Это означает, что около половины известных плезиозавров относительно новы для науки, что является результатом гораздо более интенсивных полевых исследований. Некоторые из этих находок сделаны вдали от традиционных районов, например, на новых местонахождениях в Новой Зеландии, Аргентине, Чили, Норвегии, Японии, Китае и Марокко, но места более ранних, значимых открытий по-прежнему продуктивны, о чем свидетельствуют важные новые находки в Англии и Германии. Некоторые из новых родов представляют собой переименование уже известных видов, которые были признаны достаточно отличными, чтобы оправдать выделение в отдельный род. В 2002 году "Монстр из Арамберри" был представлен прессе. Обнаруженный в 1982 году в деревне Арамберри, в северном мексиканском штате Нуэво-Леон, он первоначально был классифицирован как динозавр. На самом деле, это очень крупный плезиозавр, возможно, достигающий в длину. СМИ опубликовали преувеличенные сообщения, утверждая, что его длина составляла, а вес достигал, что сделало бы его одним из крупнейших хищников всех времен. В 2004 году местный рыбак обнаружил, по всей видимости, полностью сохранившегося молодого плезиозавра в Национальном природном заповеднике Бриджуотер-Бей в Сомерсете, Великобритания. Окаменелость, датируемая 180 миллионами лет назад по сопутствующим аммонитам, имела в длину и, возможно, связана с Rhomaleosaurus. Вероятно, это наиболее хорошо сохранившийся образец плезиозавра, когда-либо найденный. В 2005 году японский палеонтолог-вертебролог доктор Тамаки Сато установил, что останки трех плезиозавров (Dolichorhynchops herschelensis), обнаруженных в 1990-х годах недалеко от Хершеля, Саскачеван, принадлежат к новому виду. В 2006 году совместная команда американских и аргентинских исследователей (последние представляли Аргентинский антарктический институт и Музей Ла-Платы) обнаружила скелет молодого плезиозавра длиной на острове Вега в Антарктиде. В настоящее время окаменелость экспонируется в геологическом музее Школы горного дела и технологий Южной Дакоты. В 2008 году на Шпицбергене были обнаружены ископаемые останки ранее не описанного плезиозавра, получившего название Predator X, ныне известного как Pliosaurus funkei. Его длина составляла, а сила укуса в является одной из самых мощных известных. В декабре 2017 года на континенте Антарктида был найден крупный скелет плезиозавра – самое древнее существо на континенте и первое из своего рода, обнаруженное в Антарктиде. Не только число полевых открытий увеличилось, но и, начиная с 1950-х годов, плезиозавры стали объектом более глубоких теоретических исследований. Методология кладистики впервые позволила точно рассчитать их эволюционные взаимосвязи. Было опубликовано несколько гипотез об их способах охоты и плавания, основанных на современных представлениях о биомеханике и экологии. Многочисленные недавние открытия проверили эти гипотезы и привели к появлению новых.

Эволюция

Плезиозавры произошли от сауроптеригий, группы, возможно, рептилий архелозавров, которые вторично вернулись в море. Передовая подгруппа сауроптеригий, плотоядные эузауроптеригии с маленькими головами и длинными шеями, разделилась на две ветви в верхнем триасе. Один из них, нотозавроиды, сохранил функциональные локтевые и коленные суставы, а другой, пистозавры, стал более полно адаптирован к морскому образу жизни. Их позвоночный столб стал более жестким, и основная движущая сила при плавании переместилась с хвоста на конечности, которые превратились в плавники. Пистозавры стали теплокровными и живородящими, рождая живых детенышей. Ранние, базальные, представители группы, традиционно называемые "пистозавридами", все еще обитали преимущественно в прибрежных водах. Их плечевые пояса оставались слабыми, таз не мог выдерживать мощь сильного гребка, а плавники были тупыми. Позднее от более продвинутой группы пистозавров отделились плезиозавры. У них были усиленные плечевые пояса, более плоские тазы и заостренные плавники. К другим адаптациям, позволившим им колонизировать открытое море, относились жесткие суставы конечностей, увеличение числа фаланг кисти и стопы, более плотное боковое соединение фаланг пальцев рук и ног, а также укороченный хвост. С самой ранней юры, гетангского яруса, известно обильное разнообразие плезиозавров, что указывает на то, что группа уже диверсифицировалась в позднем триасе; однако, из этой диверсификации обнаружено лишь несколько очень базальных форм. Последующая эволюция плезиозавров является предметом острых дискуссий. Различные кладистические анализы не привели к единому мнению относительно взаимосвязей между основными подгруппами плезиозавров. Традиционно плезиозавры подразделялись на длинношеих плезиозавроидов и короткошеих плиозавроидов. Однако современные исследования показывают, что некоторые группы с длинной шеей могли включать представителей с короткой шеей. Чтобы избежать путаницы между филогенетикой (эволюционными взаимоотношениями) и морфологией (строением животного), формы с длинной шеей теперь называют "плезиозавроморфными", а формы с короткой шеей – "плиозавроморфными", при этом виды "плезиозавроморфных" не обязательно более тесно связаны друг с другом, чем с видами "плиозавроморфных". Вероятно, последний общий предок плезиозавров был относительно небольшим представителем с короткой шеей. В ранней юре подгруппой с наибольшим количеством видов были ромеолеозавриды, возможно, очень базальное ответвление видов, также обладающих короткой шеей. Длина плезиозавров в этот период не превышала пяти метров. К тоарскому ярусу, около 180 миллионов лет назад, другие группы, в том числе плезиозавриды, стали более многочисленными, а у некоторых видов шея удлинилась, что привело к общей длине тела до середины юры эволюционировали очень крупные плиозавриды. Они характеризовались большой головой и короткой шеей, как, например, у лиоплевродона и симолестеса. Черепа этих форм достигали трех метров в длину, а общая длина тела – до десяти тонн. Плиозавриды обладали крупными коническими зубами и были доминирующими морскими хищниками своего времени. В то же время, примерно 160 миллионов лет назад, существовали криптоклиды – более мелкие виды с длинной шеей и маленькой головой.

Отношения

В современной филогенезии клады – это определенные группы, содержащие все виды, принадлежащие к определенной ветви эволюционного дерева. Один из способов определения клады – считать, что она состоит из последнего общего предка двух таких видов и всех его потомков. Такой клад называется «узловым кладом». В 2008 году Патрик Друккенмиллер и Энтони Рассел таким образом определили Plesiosauria как группу, состоящую из последнего общего предка *Plesiosaurus dolichocheirus* и *Peloneustes philarchus* и всех их потомков. *Plesiosaurus* и *Peloneustes* представляли основные подгруппы Plesiosauroidea и Pliosauroidea и были выбраны по историческим причинам; любых других видов из этих групп было бы достаточно. Другой способ определения клады – считать, что она состоит из всех видов, более близко связанных с определенным видом, который желательно включить в клад, чем с другим видом, который, напротив, желательно исключить. Такой клад называется «стеблевым кладом». Такое определение имеет преимущество, поскольку позволяет легче включать все виды с определенной морфологией. В 2010 году Хиллари Кетчум и Роджер Бенсон определили Plesiosauria как таксон, основанный на стебле: «все таксоны, более тесно связанные с *Plesiosaurus dolichodeirus* и *Pliosaurus brachydeirus*, чем с *Augustasaurus hagdorni*». Кетчум и Бенсон (2010) также предложили новый клад Neoplesiosauria – таксон, основанный на узле, который был определен как «*Plesiosaurus dolichodeirus*, *Pliosaurus brachydeirus*, их последний общий предок и все его потомки». Клад Neoplesiosauria, вероятно, материально идентичен Plesiosauria sensu Druckenmiller & Russell, то есть обозначает точно те же виды, и термин был предложен в качестве замены этого понятия. Бенсон и др. (2012) обнаружили, что традиционные Pliosauroidea являются парафилетическими по отношению к Plesiosauroidea. Rhomaleosauridae оказались за пределами Neoplesiosauria, но все еще в пределах Plesiosauria. Ранний карнийский пистозавр *Bobosaurus* был на один шаг более продвинутым, чем *Augustasaurus*, по отношению к Plesiosauria, и поэтому, по определению, является самым базальным известным плезиозавром. Этот анализ был сосредоточен на базальных плезиозаврах, поэтому в него был включен только один производный плиозаврид и один криптоклид, в то время как эласмозавриды вообще не были включены. Более подробный анализ, опубликованный Бенсоном и Друккенмиллером в 2014 году, не позволил разрешить взаимоотношения между линиями в основании Plesiosauria. Следующая кладограмма основана на анализе Benson & Druckenmiller (2014). Однако недавно было высказано предположение, что его размер в настоящее время нельзя определить из-за плохой реконструкции, и длина в метров или меньше представляется более вероятной. MCZ 1285, образец, относящийся к *Kronosaurus queenslandicus*, из раннего мелового периода Австралии, был оценен в длину черепа в А. Серия шейных позвонков из формации глин Киммериджа указывает на плиозавра, вероятно *Pliosaurus*, который мог достигать длины.

Скелет

Типичный плезиозавр имел широкое, плоское тело и короткий хвост. Плезиозавры сохранили свои предковые две пары конечностей, которые эволюционировали в большие ласты. Плезиозавры были родственниками более ранних нотозаврид, тело которых было больше похоже на тело крокодила. Расположение ласт необычно для водных животных, поскольку, вероятно, все четыре конечности использовались для передвижения животного в воде движениями вверх и вниз. Хвост, скорее всего, служил лишь для помощи в управлении направлением. Это отличается от ихтиозавров и более поздних мозазавров, у которых хвост обеспечивал основную тягу. Для приведения в движение ласт плечевой пояс и таз претерпели значительные изменения, развившись в широкие костные пластины на нижней стороне тела, которые служили местом прикрепления для крупных мышечных групп, способных тянуть конечности вниз. В плечевом поясе коракоид стал самым крупным элементом, покрывающим большую часть грудной клетки. Лопатка была значительно меньше, формируя внешний передний край туловища. К середине она переходила в ключицу и, наконец, в небольшую межключичную кость. Как и у большинства четвероногих, плечевой сустав формировался лопаткой и коракоидом. В тазу костная пластина формировалась седалищной костью сзади и более крупной лобковой костью спереди. Подвздошная кость, которая у наземных позвоночных несет вес задней конечности, стала небольшим элементом в задней части, больше не прикрепленным ни к лобковой кости, ни к бедренной кости. Бедренный сустав формировался седалищной и лобковой костями. Грудная и тазовая пластины соединялись пластроном – костным панцирем, образованным парными брюшными ребрами, каждое из которых имело среднюю и наружную части. Такая конструкция обездвиживала весь туловищ. Большое количество суставов наводило ранних исследователей на мысль, что шея должна была быть очень гибкой; действительно, в исландском языке плезиозавров даже называют Svaneðlur, что означает «лебединые ящеры», предполагая возможность изгиба шеи, подобного лебединому. Однако современные исследования подтвердили более раннее предположение Уиллистона о том, что длинные пластинчатые отростки на вершине позвонков, остистые отростки, сильно ограничивали вертикальные движения шеи. Хотя горизонтальный изгиб был менее ограничен, в целом шея должна была быть довольно жесткой и, безусловно, не могла сгибаться в змеиные петли. Это особенно верно для короткошеих «плиозавроморфов», у которых было всего одиннадцать шейных позвонков. У ранних форм амфикоэльные или амфиплатные шейные позвонки имели двойные шейные ребра; у более поздних форм были одноглавые ребра. В остальной части позвоночного столба количество спинных позвонков варьировалось от девятнадцати до тридцати двух; крестцовых позвонков – от двух до шести, а хвостовых – от двадцати одного до тридцати двух. Эти позвонки все еще сохраняли первоначальные отростки, унаследованные от наземных предков Sauropterygia, и не были редуцированы до простых дисков, как это произошло с позвонками ихтиозавров. Хвостовые позвонки имели хвостовые кости (chevron bones). Спинные позвонки плезиозавров легко узнаваемы по двум крупным подцентральным отверстиям – парным сосудистым отверстиям на нижней стороне. Однако, ближе к задней части, на нёбе присутствует вторая пара отверстий; более поздняя гипотеза предполагает, что это настоящие хоаны, а передняя пара на самом деле представляет собой парные солевые железы. Расстояние между глазницами и ноздрями было ограничено из-за сильного уменьшения носовых костей, которые у многих видов отсутствовали вовсе. Премаксиллы непосредственно соприкасались с лобными костями; у эласмозаврид они даже доходили до теменных костей. Часто отсутствовали и слезные кости.

Мягкие ткани

Мягкие ткани плезиозавров встречаются редко, но иногда, особенно в сланцевых отложениях, они сохранялись частично, например, позволяя увидеть очертания тела. Одним из первых таких открытий стал голотип Plesiosaurus conybeari (в настоящее время Attenborosaurus). Из подобных находок известно, что кожа была гладкой, без видимой чешуи, но с мелкими морщинами, что задний край ласт значительно выступал за кости конечностей, и что хвост нес вертикальный плавник, как сообщал Вильгельм Дамс в описании Plesiosaurus guilelmiimperatoris (в настоящее время Seeleyosaurus). Возможность наличия хвостового плавника была подтверждена недавними исследованиями формы хвостовых нейронных отростков у Pantosaurus, Cryptoclidus и Rhomaleosaurus zetlandicus. Исследование 2020 года утверждает, что хвостовой плавник имел горизонтальную конфигурацию.

Еда

Вероятный источник пищи плезиозавров варьировался в зависимости от того, принадлежали ли они к длинношеим «плезиозавроморфным» формам или к короткошеим «плиозавроморфным» видам. Чрезвычайно длинные шеи «плезиозавроморфов» вызвали споры об их функции с момента осознания их уникального строения. Конибер предложил три возможных объяснения. Шея могла служить для перехвата быстро движущейся рыбы в погоне. Альтернативно, плезиозавры могли отдыхать на морском дне, вытягивая голову для поиска добычи, что подтверждалось направлением глаз относительно вверх. Наконец, Конибер предположил, что плезиозавры плавали на поверхности, опуская шеи вниз для поиска пищи на меньшей глубине. Все эти интерпретации предполагали высокую гибкость шеи. Современное понимание того, что шея была, на самом деле, довольно жесткой, с ограниченной вертикальной подвижностью, потребовало новых объяснений. Одна из гипотез заключается в том, что длина шеи позволяла удивлять косяки рыб, голова прибывала раньше, чем их могли предупредить зрение или волна давления от тела. «Плезиозавроморфы» охотились визуально, что подтверждается большими глазами, и, возможно, использовали направленное обоняние. Головоногие моллюски с твердым и мягким телом, вероятно, входили в их рацион. Их челюсти, вероятно, были достаточно сильны, чтобы прокусить твердые раковины этой добычи. Найдены окаменелости с раковинами головоногих, сохранившимися в желудке. Костные рыбы (Osteichthyes), которые еще больше диверсифицировались в юрский период, также, вероятно, были добычей. Совершенно другая гипотеза утверждает, что «плезиозавроморфы» питались донными организмами. Жесткие шеи использовались для вспахивания морского дна и поедания бентоса. Это подтверждалось бы длинными бороздами в древних морских отложениях. Такой образ жизни в 2017 году был предложен для Morturneria. «Плезиозавроморфы» не были хорошо приспособлены для ловли крупной и быстрой добычи, поскольку их длинные шеи, хотя и казались обтекаемыми, создавали значительное сопротивление воды. Санкар Чаттерджи в 1989 году предположил, что некоторые Cryptocleididae были фильтраторами, питающимися планктоном. У Aristonectes, например, были сотни зубов, позволявших ему просеивать мелких ракообразных из воды. Короткошеие «плиозавроморфы» были высшими хищниками в своих пищевых сетях. Они были хищниками, охотящимися из засады, на добычу разных размеров, и оппортунистическими кормильцами; их зубы могли использоваться для протыкания мягкотелой добычи, особенно рыбы. Их головы и зубы были очень большими, приспособленными для захвата и разрывания крупных животных. Их морфология позволяла развивать высокую скорость плавания. Они также охотились визуально. Плезиозавры сами были добычей для других хищников, о чем свидетельствуют следы укусов акулы, обнаруженные на окаменелом плавнике плезиозавра, и окаменелые остатки содержимого желудка мозазавра, предположительно являющиеся останками плезиозавра. Также были найдены скелеты с гастролитами, камнями, в желудке, хотя не установлено, помогали ли они измельчать пищу, особенно головоногих, в мускульном желудке, регулировать плавучесть или и то, и другое. Однако общий вес гастролитов, найденных в различных образцах, кажется недостаточным для изменения плавучести этих крупных рептилий. Первые гастролиты плезиозавров, найденные вместе с Mauisaurus gardneri (nomen nudum), были описаны Гарри Говиером Сили в 1877 году. Количество этих камней у одного животного часто очень велико. В 1949 году окаменелость Alzadasaurus (образец SDSM 451, позже переименованный в Styxosaurus) содержала 253 таких камня. Размер отдельных камней часто значителен. В 1991 году был исследован образец эласмозаврида KUVP 129744, содержащий гастролит диаметром семнадцать сантиметров и весом 1300 граммов, а также камень немного меньшего размера весом 1490 граммов. Всего было обнаружено 47 гастролитов общей массой 13 килограммов. Размер камней указывает на то, что они были проглочены не случайно, а намеренно, животное, возможно, преодолевало большие расстояния в поисках подходящего типа породы. Типовой образец Scalamagnus (MNA V10046) связан с 289 гастролитами, что необычно по сравнению с большинством скелетов Polycotylidae, которые обычно не содержат гастролитов. Общая масса гастролитов составляла около 518 граммов.

Движение плавников

Отличительная форма тела с четырьмя плавниками вызвала значительные спекуляции относительно того, какой тип гребка использовали плезиозавры. Единственная современная группа с четырьмя плавниками – морские черепахи, использующие только переднюю пару для движения. Конибер и Бакланд уже сравнили плавники с крыльями птиц. Однако такое сравнение было не очень информативным, поскольку механика полета птиц в этот период была плохо изучена. К середине девятнадцатого века обычно предполагалось, что плезиозавры использовали гребные движения. Плавники перемещались бы вперед в горизонтальном положении, чтобы минимизировать трение, а затем аксиально вращались в вертикальное положение, чтобы быть притянутыми к задней части, создавая максимально возможную реактивную силу. Однако такой метод был бы крайне неэффективным: восстановительный гребок в этом случае не создает тяги, а задний гребок генерирует огромную турбулентность. В начале двадцатого века вновь открытые принципы полета птиц навели нескольких исследователей на мысль, что плезиозавры, подобно черепахам и пингвинам, совершали «машущие» движения при плавании. Это, например, предложили Эберхард Фраас в 1905 году и Отенио Абель в 1908 году. При машущем движении движение плавников более вертикальное, их кончик описывает овал или «восьмерку». В идеале плавник сначала перемещается косо вперед и вниз, а затем, после небольшого втягивания и поворота, пересекает этот путь снизу, чтобы быть притянутым вперед и вверх. Во время обоих гребков, вниз и вверх, согласно принципу Бернулли, создается тяга вперед и вверх за счет выпуклой верхней поверхности плавника, передний край которого слегка наклонен относительно потока воды, при этом турбулентность минимальна. Однако, несмотря на очевидные преимущества такого способа плавания, в 1924 году первое систематическое исследование мускулатуры плезиозавров, проведенное Дэвидом Мередитом Сирсом Уотсоном, пришло к выводу, что они все же выполняли гребные движения. В середине двадцатого века «гребная модель» Уотсона оставалась доминирующей гипотезой относительно способа плавания плезиозавров. В 1957 году Ламберт Беверли Холстед, в то время использовавший фамилию Тарло, предложил вариант: задние конечности гребли бы в горизонтальной плоскости, а передние – совершали бы машущие движения, перемещаясь вниз и назад. В 1975 году традиционную модель оспорила Джейн Энн Робинсон, возродив гипотезу о «машущем» движении. Она утверждала, что основные группы мышц оптимально расположены для вертикального движения плавников, а не для горизонтального тяжения конечностей, и что форма плечевых и тазобедренных суставов препятствовала бы вертикальному вращению, необходимому для гребли. В последующей статье Робинсон предположила, что кинетическая энергия, генерируемая силами, действующими на туловище во время гребков, накапливалась бы и высвобождалась в виде упругой энергии в реберной клетке, обеспечивая особенно эффективную и динамичную систему движения. В модели Робинсон и нисходящий, и восходящий гребки были бы мощными. В 1982 году ее подвергли критике Самуэль Тарситано, Эберхард Фрей и Юрген Рисс, которые утверждали, что, хотя мышцы на нижней стороне плечевых и тазовых пластин были явно достаточно сильными, чтобы тянуть конечности вниз, сопоставимые группы мышц на верхней стороне этих пластин для поднятия конечностей просто отсутствовали, и, если бы они присутствовали, не могли бы быть эффективно использованы, поскольку их выпуклость могла бы повредить внутренние органы. Они предложили более ограниченную модель «машущего» движения, в которой мощный нисходящий гребок сочетался бы с в значительной степени пассивным восстановительным движением, плавник возвращался бы в исходное положение за счет инерции движущегося вперед и временно погружающегося тела. Эта модифицированная модель «машущего» движения стала популярной интерпретацией. Меньше внимания было уделено альтернативной гипотезе Стивена Годфри в 1984 году, в которой предполагалось, что как передние, так и задние конечности выполняли глубокое гребковое движение назад в сочетании с активным восстановительным гребком вперед, напоминающим движение передних конечностей морских львов. В 2010 году Фрэнк Сандерс и Кеннет Карпентер опубликовали исследование, в котором пришли к выводу, что модель Робинсон была верной. Фрей и Рисс ошибались в своем утверждении, что на верхней стороне плечевых и тазовых пластин не было прикрепленных мышц. Хотя эти мышечные группы, вероятно, не были очень мощными, это могло быть легко компенсировано большими мышцами спины, особенно широчайшей мышцей спины, которая была бы хорошо развита, учитывая высокие ости на позвоночнике. Кроме того, плоское строение плечевых и тазобедренных суставов убедительно указывало на то, что основным движением было вертикальное, а не горизонтальное.

Походка

Как и у всех четвероногих с конечностями, у плезиозавров должна была быть определенная походка – скоординированный паттерн движения, в данном случае, плавников. Из всех возможных вариантов, на практике основное внимание уделялось вопросу о том, двигались ли передняя и задняя пары плавников одновременно, задействуя все четыре плавника в один момент, или попеременно, используя каждую пару по очереди. Фрей и Рисс в 1991 году предложили попеременную модель, которая имела бы преимущество в виде более непрерывного движения. В 2000 году Теогартен Лингем-Солиар обошел этот вопрос, заключив, что, подобно морским черепахам, плезиозавры использовали только переднюю пару для гребка. Задняя пара, по его мнению, служила лишь для руления. Лингем-Солиар пришел к такому выводу, основываясь на строении тазобедренного сустава, который допускал лишь ограниченное вертикальное движение. Более того, разделение функций движения и руления облегчило бы общую координацию тела и предотвратило бы чрезмерный крен. Он отверг гипотезу Робинсона о накоплении упругой энергии в ребрах, посчитав ребра слишком жесткими для этого. Интерпретация Фрея и Рисса стала доминирующей, но в 2004 году была оспорена Сандерсом, который экспериментально показал, что попеременное движение могло вызвать сильный крен, в то время как одновременное движение вызвало бы лишь небольшой крен, который можно было бы легко контролировать задними плавниками. Среди других осевых движений, рыскание можно было контролировать попеременным использованием плавников правой или левой стороны, а рывками – длинной шеей или вертикальным хвостовым плавником. Сандерс не считал, что задняя пара не использовалась для движения, заключив, что ограничения, налагаемые тазобедренным суставом, весьма относительны. В 2010 году Сандерс и Карпентер пришли к выводу, что при попеременной походке турбулентность, создаваемая передней парой, мешала бы эффективной работе задней пары. Кроме того, длительная фаза скольжения после одновременного гребка была бы очень энергоэффективной. В 2017 году исследование Люка Маскутта с использованием роботизированной модели показало, что задние плавники активно участвовали в движении, обеспечивая увеличение тяговой силы на 60% и повышение эффективности на 40%. Не существовало единой оптимальной фазы для всех условий, и походка, вероятно, менялась в зависимости от ситуации.

Скорость

В общем, трудно определить максимальную скорость вымерших морских существ. Для плезиозавров это усложняется отсутствием единого мнения относительно механики движений их плавников и походки. Точных расчетов числа Рейнольдса для них не существует. Отпечатки окаменелостей свидетельствуют о том, что кожа была относительно гладкой, а не покрытой чешуей, что могло снизить сопротивление формы. Даже при предположении низкой гидродинамической эффективности в 0,65, модель Массара указывала на то, что плезиозавры, будучи теплокровными, могли крейсировать со скоростью четыре метра в секунду, или около четырнадцати километров в час, что значительно превышает известные скорости современных дельфинов и китов. Однако в 2002 году Рёсуке Мотани показал, что формулы, использованные Массаре, были некорректны. Повторный расчет с использованием исправленных формул дал скорость в полметра в секунду (1,8 км/ч) для холоднокровного плезиозавра и полтора метра в секунду (5,4 км/ч) для эндотермического плезиозавра. Даже самая высокая оценка примерно на треть ниже скорости современных китообразных. Массаре также попыталась сравнить скорость плезиозавров со скоростью двух других основных групп морских рептилий – ихтиозавров и мозазавров. Она заключила, что плезиозавры были примерно на двадцать процентов медленнее продвинутых ихтиозавров, которые использовали очень эффективное движение типом тунца, совершая колебания только хвостом, но на пять процентов быстрее мозазаврид, которые, как предполагается, плавали с неэффективным, угреподобным движением тела.

Дайвинг

Мало данных, позволяющих точно установить глубину погружений плезиозавров. Тот факт, что они ныряли на значительную глубину, подтверждается следами декомпрессионной болезни. У многих окаменелостей головки плечевых и бедренных костей наблюдается некроз костной ткани, вызванный слишком быстрым подъемом после глубокого погружения. Однако это не позволяет установить конкретную глубину, поскольку повреждения могли быть вызваны несколькими очень глубокими погружениями или, альтернативно, большим количеством относительно неглубоких спусков. Позвонки не демонстрируют подобных повреждений: вероятно, они были защищены обильным кровоснабжением, обеспечиваемым артериями, входящими в кость через два подцентральных отверстия – крупные проходы в нижней части позвонков. Спуск мог облегчаться отрицательной силой Архимеда, то есть плотностью тела, превышающей плотность воды. Разумеется, это могло затруднять повторный подъем. У молодых плезиозавров наблюдается пахиостоз – экстремальная плотность костной ткани, которая могла увеличивать относительный вес. У взрослых особей кость более губчатая. Гастролиты предполагаются как способ увеличения веса или даже достижения нейтральной плавучести путем их проглатывания и последующего извержения по мере необходимости. Они также могли использоваться для повышения устойчивости. Относительно крупные глаза криптоклеидид рассматриваются как адаптация к глубоководным погружениям.

Задней роли

Исследование 2020 года предположило, что сауроптеригии использовали вертикальные движения хвостом, подобно китообразным. У плезиозавров туловище было жестким, поэтому это движение было более ограниченным и осуществлялось в сочетании с ластами. Последующая публикация 2013 года показала, что у нотозаврид отсутствовал этот тип костной ткани, но он был обнаружен у базальных пистозаврий, что является признаком более высокого уровня метаболизма. Следовательно, более логично предположить, что более продвинутые пистозавры, плезиозавры, также обладали ускоренным метаболизмом. В статье, опубликованной в 2018 году, утверждалось, что у плезиозавров уровень метаболизма в состоянии покоя (RMR) находился в диапазоне, характерном для птиц, согласно результатам количественного остеогистологического моделирования. Однако эти результаты вызывают сомнения в свете общих принципов физиологии позвоночных (см. закон Клейбера); данные изотопных исследований эмали зубов плезиозавров действительно указывают на эндотермию при более низких значениях RMR, с предполагаемой температурой тела около.

Размножение

Поскольку рептилии в целом яйцекладущие, до конца двадцатого века считалось возможным, что более мелкие плезиозавры могли выползать на берег, чтобы откладывать яйца, подобно современным черепахам. Их мощные конечности и плоский живот казались бы приспособленными для этого. Этот метод, например, отстаивал Халстед. Однако, поскольку эти конечности утратили функциональные локтевые и коленные суставы, а плоский живот создавал бы значительное трение, уже в девятнадцатом веке была высказана гипотеза о живорождении у плезиозавров. Кроме того, было трудно представить, как самые крупные виды, сопоставимые по размеру с китами, могли бы выжить после выброса на берег. Находки окаменелостей эмбрионов ихтиозавров показали, что по крайней мере одна группа морских рептилий рождала живых детенышей. Первым, заявившим об обнаружении подобных эмбрионов у плезиозавров, был Гарри Говир Сили, который в 1887 году сообщил о приобретении конкреции с четырьмя-восьмью крошечными скелетами. В 1896 году он более подробно описал это открытие. Если бы эти эмбрионы были подлинными, они были бы очень маленькими, как у ихтиозавров. Однако в 1982 году Ричард Энтони Тулборн показал, что Сили был обманут «подделанным» окаменелостью гнезда раков. Подлинный образец плезиозавра, найденный в 1987 году, окончательно доказал живорождение у плезиозавров: эта окаменелость беременной Polycotylus latippinus демонстрирует, что эти животные рождали одного крупного детеныша и, вероятно, проявляли родительскую заботу о потомстве, подобно современным китам. Длина детеныша составляла 1,5 метра (пять футов), что относительно велико по сравнению с длиной матери в пять метров (шестнадцать футов), что указывает на K-стратегию размножения. О темпах роста или возможной половой диморфизм известно мало.

Социальное поведение и интеллект

Из родительской заботы, о которой свидетельствует большой размер детенышей, можно заключить, что социальное поведение в целом было довольно сложным.

Палеопатология

Некоторые окаменелости плезиозавров демонстрируют патологии, вызванные болезнями или старостью. В 2012 году была описана мандибула плиозавра с челюстным суставом, явно пораженным артритом – типичным признаком сенильности.

Распространение

Окаменелости плезиозавров были найдены на всех континентах, включая Антарктиду.

Стратиграфическое распределение

Ниже приведен список геологических формаций, в которых были найдены окаменелости плезиозавров. Название Возраст Местоположение ПримечанияФормация Агарфьеллет Титонский Colymbosaurus svalbardensis, Djupedalia, Pliosaurus funkei, SpitrasaurusФормация Акрабу Турский Manemergus, Thililua, LibonectesФормация Аль-Хиса Фосфорит Кампанский – Маастрихтский Plesiosaurus mauritanicusФормация Аллен Кампанский – МаастрихтскийАль-Саввана аль-Шаркия, Фосфоритный рудникСантонский – Кампанский – Маастрихтский PlesiosaurusФормация Эмптилл Глина Оксфордский Liopleurodon pachydeirusФормация Бирпо Кампанский Albertonectes, Dolichorhynchops herschelensis, TerminonatatorФормация Голубой Лиас Ретский – Геттангский Anningasaura, Avalonnectes, Eoplesiosaurus, Eurycleidus, "Plesiosaurus" cliduchus, Plesiosaurus dolichodeirus, "Plesiosaurus" macrocephalus, "Rhomaleosaurus" megacephalus, Stratesaurus, ThalassiodraconФормация Бриттон Кониакийский LibonectesФормация Бюкеберг Берриаский Brancasaurus, GronausaurusФормация Булдог Шейл Аптиан – Альбиан Opallionectes, UmoonasaurusCalcaire à BélemnitesПлиенсбахский CryonectesФормация Карлайл Турский MegacephalosaurusФормация Чармутская Глина Синемюрский Archaeonectrus, AttenborosaurusФормация ЧичалиФормация Клируотер Альбиан Nichollssaura, WapuskanectesФормация Конвей Кампанский – Маастрихтский Mauisaurus, AlexandronectesФормация Коралловый Риф Оксфордский "Pliosaurus" grossouvreiФормация Экстер Ретский Rhaeticosaurus mertensi, возможно, базальный плиозаврФормация Фаврет Анизийский AugustasaurusИзвестняк Фенспост Турский TrinacromerumФормация ФрэнсисканФормация Гранерос Слой Ценоманский ThalassomedonФормация Гринхорн Слой Турский Brachauchenius, PahasapasaurusФормация Гуаньлин АнизийскийФормация Хикклс Коув Калловский BorealonectesФормация Хорсшу Кэньон Маастрихтский LeurospondylusФормация Ягуа Оксфордский Gallardosaurus, VinialesaurusФормация Ягуэль Маастрихтский Tuarangisaurus cabazaiФормация Катики Маастрихтский KaiwhekeaФормация Киммеридж Глина Киммеридский Bathyspondylus, Colymbosaurus, Kimmerosaurus, "Plesiosaurus" manselli, Pliosaurus brachydeirus, Pliosaurus brachyspondylus, Pliosaurus carpenteri, Pliosaurus kevani, Pliosaurus macromerus, Pliosaurus portentificus, Pliosaurus westburyensisФормация Кингсторп Тоарский Rhomaleosaurus thorntoniФормация Киова Слой Альбиан ApatomerusФормация Ла Колония Кампанский SulcusuchusФормация Озеро ВакоФормация Лос Моллес Байокий MaresaurusФормация Маре АптианФормация Лестершир Поздний Синемюрский EretmosaurusФормация Люкинг Глина Ранний Плиенсбахский WestphaliasaurusMarnes feuilletésТоарский OccitanosaurusФормация Мурвилл Слой Сантонский – КампанскийФормация Морено Альбиан Fresnosaurus, Hydrotherosaurus, MorenosaurusMuschelkalk Анизийский PistosaurusФормация Накнек Киммеридский MegalneusaurusФормация Ниобрара Сантонский Brimosaurus, Dolichorhynchops osborni, ElasmosaurusФормация Оксфорд Глина Калловский Cryptoclidus, Liopleurodon, Marmornectes, Muraenosaurus, Pachycostasaurus, Peloneustes, "Pliosaurus" andrewsi, Picrocleidus, Simolestes, TricleidusБассейн Оулад Абдун Поздний Маастрихтский ZarafasauraФормация Паха Аптиан Callawayasaurus, Kronosaurus boyacensisФормация Пасо дель Сапо Маастрихтский AristonectesФормация Пьер Слой Кампанский Martinectes, HydralmosaurusPosidonia ShaleТоарский Hauffiosaurus zanoni, Hydrorion, Meyerasaurus, Plesiopterys, SeeleyosaurusФормация Рио дель Лаго Ранний Карнийский BobosaurusФормация Сан-Жау Тоарский LusonectesФормация Смоки Хилл Слой Кампанский Dolichorhynchops osborniФормация Санданс Оксфордский Megalneusaurus, Pantosaurus, TatenectesФормация Сандэйз Ривер Валанжийский Leptocleidus capensisФормация Тахора Кампанский Tuarangisaurus keyesiФормация Тамаяма Сантонский FutabasaurusФормация Термополис Слой Альбиан EdgarosaurusФормация Тулебук Альбиан Eromangasaurus, Kronosaurus queenslandicusФормация Тропик Слой Турский Brachauchenius sp. (неопределенный, ранее относился к B. lucasi), Scalamagnus, Eopolycotylus, Palmulasaurus, Trinacromerum sp.Формация Вектис Аптиан VectocleidusФормация Уодхерст Глина Валанжийский HastanectesФормация Уоллумбилла Аптиан – Альбиан Styxosaurus glendowerensisФормация Велд Клей Барремский Leptocleidus superstesФормация Уитби Глина Тоарский Hauffiosaurus longirostris, Hauffiosaurus tomistomimus, Macroplata, Microcleidus homalospondylus, Microcleidus macropterus, Rhomaleosaurus cramptoni, Rhomaleosaurus propinquus, Rhomaleosaurus zetlandicus, SthenarosaurusФормация Вильчека Норийский AlexeyisaurusФормация Синьтянгоу Среднеюрский YuzhoupliosaurusФормация ЧжэньчжучхонФормация Цзылицзин Тоарский Bishanopliosaurus, Sinopliosaurus

В современной культуре

Вера в то, что плезиозавры — это динозавры, является распространенным заблуждением, и плезиозавры часто ошибочно изображаются как динозавры в популярной культуре. Было предположено, что легенды о морских змеях и современные наблюдения предполагаемых монстров в озерах или море могут быть объяснены выживанием плезиозавров до наших дней. Это криптозоологическое предположение было отвергнуто большинством научного сообщества, которое считает его основанным на фантазии и псевдонауке. Предполагаемые туши плезиозавров оказались частично разложившимися останками гигантских песчаных акул. Хотя монстра Лох-Несса часто описывают как похожего на плезиозавра, его также нередко описывают совершенно иначе. Существует ряд причин, по которым маловероятно, что он является плезиозавром. К ним относятся предположение, что вода в озере слишком холодная для предполагаемого холоднокровного рептилия, чтобы легко выжить, тот факт, что строение шеи плезиозавра позволяет с уверенностью утверждать, что он не мог поднимать голову из воды, как лебедь, подобно монстру Лох-Несса, предположение, что дышащих воздухом животных было бы легко заметить при появлении на поверхности, тот факт, что озеро слишком мало и содержит недостаточно пищи для поддержания размножающейся популяции крупных животных, и, наконец, тот факт, что озеро образовалось всего 10 000 лет назад, в конце последнего ледникового периода, а последние ископаемые остатки плезиозавров датируются более чем 66 миллионами лет назад. Частыми объяснениями наблюдений являются волны, плавающие неодушевленные предметы, оптические иллюзии, плавающие известные животные и розыгрыши. Тем не менее, в общественном сознании плезиозавры стали ассоциироваться с монстром из Лох-Несса, что сделало их более известными широкой публике.