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.
Pachycephalosauria (,/p//æ//k//ɪ//s//ɛ//f//əl//ə/'/s//ɔː//r//i//ə//, // /,/k//ɛ//f// /; from Greek παχυκεφαλόσαυρος for 'thick headed lizards') is a clade of ornithischian dinosaurs. Along with Ceratopsia, it makes up the clade Marginocephalia. With the exception of two species, most pachycephalosaurs lived during the Late Cretaceous Period, dating between about 85.8 and 66 million years ago. The oldest known pachycephalosaur is currently Sinocephale bexelli from the Late Cretaceous of China. In 2017, a phylogenetic analysis conducted by Han and colleagues identified Stenopelix as a member of the Ceratopsia.
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.
Cladogram after
Below is a cladogram published by Dieudonné and colleagues (2020) which controversially found heterodontosauridae to be paraphyletic with respect to pachycephalosauria. This analysis was proposed as a hypothesis for the complete lack of Jurassic and Early Cretaceous pachycephalosaur fossils, even though they should have existed if the modern understanding of ornithischian phylogeny is correct. However, this hypothesis has not been widely accepted.
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.