Введение

Пахицефалозавры (Pachycephalosauria, /ˌpækɪˈsɛfələˌsɔːriə/, /ˌkɛf/; от греческого παχυκεφαλόσαυρος – «ящерицы с толстой головой») – это клад орнитохищных динозавров. Вместе с цератопсиями они образуют клад Marginocephalia. За исключением двух видов, большинство пахицефалозавров жили в позднем меловом периоде, от примерно 85,8 до 66 миллионов лет назад. Самый древний из известных пахицефалозавров на сегодняшний день – Sinocephale bexelli из позднего мелового периода Китая. В 2017 году филогенетический анализ, проведенный Ханом и его коллегами, выявил Stenopelix как представителя цератопсид.

Описание

Пахицефалозавры были двуногими орнитоскиями, характеризующимися утолщенными черепами. У них был массивный туловище с расширенной брюшной полостью и широкими бедрами, короткие передние конечности, длинные ноги, короткая, толстая шея и тяжелый хвост. Большие глазницы и крупный зрительный нерв указывают на хорошее зрение пахицефалозавров, а необычно большие обонятельные доли свидетельствуют о развитом обонянии по сравнению с другими динозаврами. Это были относительно небольшие динозавры, большинство достигали в длину, а самый крупный, Pachycephalosaurus wyomingensis, оценивается в длину и весил. Характерный череп пахицефалозавров образован в результате слияния и утолщения лобных и теменных костей, сопровождающегося закрытием височной впадины (supratemporal fenestra). У некоторых видов это проявляется в виде приподнятого купола, у других – череп плоский или клиновидный. Хотя пахицефалозавры с плоским черепом традиционно считаются отдельными видами или даже семействами, они могут представлять собой молодых особей с куполообразным черепом взрослых.

Классификация

Большинство останков пахицефалозаврид неполны, обычно состоя из фрагментов передней париетальной кости, формирующей характерный купол. Это затрудняет таксономическую идентификацию, поскольку классификация родов и видов в пределах Pachycephalosauria основывается почти исключительно на характеристиках черепа. В результате, исторически в эту группу включались некорректно отнесённые виды. Например, Majungatholus, ранее считавшийся пахицефалозавром, теперь признан экземпляром абелизавридного теропода Majungasaurus, а Yaverlandia, другой динозавр, первоначально описанный как пахицефалозаврид, впоследствии также был переклассифицирован как коэлурозавр (Naish in). Дополнительную сложность вносит разнообразие интерпретаций онтогенетических и половых признаков у пахицефалозавров. В статье 2009 года было предложено, что Dracorex и Stygimoloch представляли собой лишь ранние стадии роста Pachycephalosaurus, а не отдельные роды. К такому же заключению ранее, в 1991 году, пришел Джордж Ольшевский, который классифицировал гетеродонтозаврид как базальных пахицефалозавров на основании предполагаемого кинеза черепа, наличия клыковидных премаксиллярных зубов и выраженной диастемы, наблюдаемой у многих родов.

Таксономия

Пахицефалозавры были впервые выделены в качестве подотряда отряда орнитишии. В этот подотряд они включали только одно семейство – пахицефалозавриды. Позднее исследователи, такие как Майкл Бентон, отнесли их к инфраотряду подотряда Церапода, объединяющего цератопсов и орнитоподов. В 2006 году Роберт Салливан опубликовал пересмотр таксономии пахицефалозавров. Салливан счел попытки Марьянской и Осмольской ограничить определение Пахицефалозаврии избыточными по отношению к их Пахицефалозавридам, поскольку обе группы диагностировались одними и теми же анатомическими признаками. Салливан также отверг попытки К.С. Стритмана в его филогенетических исследованиях переопределить Пахицефалозавриды, включив в них только виды с "куполообразным" черепом (включая стегоцерасов и пахицефалозавров), а более "базальные" виды оставить вне этого семейства, отнеся их к Пахицефалозаврам. Таким образом, использование Пахицефалозаврид Салливаном эквивалентно использованию Пахицефалозаврии Серено и Бентона. Салливан диагностировал Пахицефалозавриды исключительно по признакам черепа, определяющим признаком которого является куполообразная лобно-теменная кость черепа. По мнению Салливана, отсутствие этой особенности у некоторых видов, считавшихся примитивными, привело к разделению классификации на пахицефалозавров с куполом и без купола; однако, обнаружение более продвинутых и, возможно, молодых пахицефалозавров с плоскими черепами (таких как Dracorex hogwartsia) показало ошибочность этого различия. Салливан также указал на то, что первоначальная диагностика Пахицефалозаврид основывалась на черепах "от плоских до куполообразных", поэтому формы с плоской головой также должны быть включены в семейство. В статье, опубликованной в 2003 году, Томас Э. Уильямсон и Томас Д. Карр выявили кладу в составе Пахицефалозаврид, являющуюся сестринской группой рода Stegoceras, состоящую из "всех остальных пахицефалозавров с куполообразным черепом"; эта группа получила название Pachycephalosaurinae.

Филогения

Представленная здесь кладограмма основана на анализе, выполненном Dieudonné и коллегами (2020). Ниже представлена кладограмма, опубликованная Dieudonné и коллегами (2020), которая вызвала споры, обнаружив, что гетеродонтозавриды являются парафилетической группой по отношению к пахицефалозавриям. Этот анализ был предложен в качестве объяснения полного отсутствия окаменелостей пахицефалозавров юрского и раннего мелового периодов, несмотря на то, что они должны были существовать, если современное понимание филогении орнитосхий верно. Однако эта гипотеза не получила широкого распространения.

Кормление

Небольшой размер большинства видов пахицефалозавров и отсутствие скелетной адаптации указывают на то, что они не были древолазами и питались преимущественно у земли. Маллон и др. (2013) исследовали сосуществование травоядных на островном континенте Ларамидия в позднем меловом периоде и пришли к выводу, что пахицефалозавриды обычно ограничивались поеданием растительности на высоте 1 метра или ниже. Они демонстрируют гетеродонтию, проявляющуюся в различной морфологии премаксиллярных и максиллярных зубов. Передние зубы небольшие, колышковидные, с овальным поперечным сечением и, вероятно, использовались для захвата пищи. У некоторых видов последний премаксиллярный зуб был увеличен и напоминал клык. Задние зубы маленькие и треугольные, с дентиклями на передней и задней стороне коронки, предназначенные для переработки пищи в ротовой полости. У видов, у которых обнаружена зубная кость, нижнечелюстные зубы по размеру и форме схожи с зубами верхней челюсти. Характер износа зубов варьируется в зависимости от вида, что указывает на широкий спектр пищевых предпочтений, включающий семена, стебли, листья, плоды и, возможно, насекомых. Очень широкий грудной каркас и большая кишечная полость, простирающаяся до основания хвоста, свидетельствуют об использовании ферментации для переваривания пищи. Предполагалось, что пахицефалозавр мог выпрямлять голову, шею и тело в горизонтальной плоскости для передачи напряжения при таранных ударах. Однако ни у одного известного динозавра не наблюдалось такого положения головы, шеи и тела. Вместо этого шейные и передние спинные позвонки пахицефалозавров указывают на то, что шея держалась в форме буквы "S" или U. Кроме того, округлая форма черепа уменьшала площадь контакта при ударах головой, приводя к скользящим ударам. Другие возможные функции включают удары боком, защиту от хищников или их комбинацию. Относительно широкое телосложение пахицефалозавров (которое защищало бы жизненно важные внутренние органы при ударах боком) и скуловые рога Стигимолоха (которые могли бы эффективно использоваться при ударах боком) подтверждают гипотезу об ударах боком. Гистологическое исследование, проведенное, опровергло гипотезу о таране. Авторы утверждали, что купол представлял собой "эфемерную онтогенетическую стадию", губчатая костная структура не могла выдерживать удары в бою, а радиальный рисунок был лишь следствием быстрого роста. Однако последующие биомеханические анализы и показали, что купола способны выдерживать нагрузки, возникающие в бою. Вместо этого было предположено, что купол служил для распознавания особей внутри вида. Есть данные о том, что купол имел какое-то внешнее покрытие, и вполне вероятно, что он мог быть ярко окрашен или менять цвет в зависимости от сезона. Частота травм была сопоставима у разных родов в этой семье, несмотря на различия в размере и архитектуре их куполов, а также на то, что они существовали в разные геологические периоды, где внутривидовое агрессивное поведение не ожидалось. Гистологическое исследование показало, что купола пахицефалозаврид состоят из уникальной формы фиброламеллярной кости, содержащей фибробласты, играющие важную роль в заживлении ран и способные быстро откладывать костную ткань при ремоделировании. Питерсон и др. (2013) пришли к выводу, что совокупность частоты и распределения повреждений, а также структура фронтопариетальных куполов, убедительно подтверждают гипотезу о том, что пахицефалозавриды использовали свои уникальные черепные структуры для агрессивного поведения.

Распространение

Пахицефалозавры обитали исключительно в Лавразии, их останки находили в западной части Северной Америки и центральной Азии. Пахицефалозавры произошли в Азии и пережили два крупных эпизода расселения, что привело к двум отдельным волнам эволюции пахицефалозавров, наблюдаемым в Азии. Первая волна, произошедшая до позднего сантония или раннего кампанья, включала миграцию из Азии в Северную Америку, вероятно, через Берингов сухопутный мост. Эту миграцию совершил общий предок Стигимолоха, Стегоцераса, Тилоцефала, Преноцефала и Пахицефалозавра. Второе событие произошло до среднего кампанья и заключалось в миграции обратно в Азию из Северной Америки общим предком Преноцефала и Тилоцефала. Два вида, первоначально ошибочно отнесенные к пахицефалозаврам и обнаруженные за пределами этого ареала – Yaverlandia bitholus из Англии и Majungatholus atopus с Мадагаскара – недавно были признаны тероподами.