Введение

Семейство динозавров
Автоматическая таксономическая таблица
| name = Спинозавриды
| fossil range = Ранний мел – Поздний мел, Возможно, находки сантонского возраста
| image = Spinosauridae Diversity.jpg
| image upright = 1.1
| image caption = Коллаж из четырех спинозаврид, по часовой стрелке сверху слева: Барионикс, Ирритатор, Спинозавр и Сухомим
| display parents = 2
| taxon = Spinosauridae
| authority = Stromer, 1915
| type species = Spinosaurus aegyptiacus
| type species authority = Stromer, 1915
| subdivision ranks = Подгруппы
| subdivision = *Iberospinus
Cristatusaurus
Ostafrikasaurus? Vallibonavenatrix
†Baryonychinae
†Spinosaurinae
Ichthyovenator
Irritator
Siamosaurus? Camarillasaurus? Oxalaia? *
Spinosaurini
Sigilmassasaurus*
Spinosaurus
*спорная валидность; =Spinosaurus? Однако некоторые предполагают, что эта группа (известная как Мегалозавроиды) является парафилетической, и что спинозавры представляют собой либо наиболее базальных тетанур, либо базальных карнозавров, менее эволюционировавших, чем мегалозавриды. Другие предлагают комбинацию этих идей, помещая спинозавров в монофилетическую группу Мегалозавроидов внутри более широкой Карнозаврии, включающей как аллозавроидов, так и мегалозавроидов.

История открытия

Первая окаменелость спинозаврида, одиночный конический зуб, была обнаружена около 1820 года британским палеонтологом Гидеоном Мантеллом в глиняном образовании Вадхерст. В 1841 году натуралист сэр Ричард Оуэн ошибочно отнес его к крокодилу, которого он назвал Сухозавр (что означает "крокодиловая ящерица"). Второй вид, S. girardi, был назван позднее в 1897 году. Однако спинозавридная природа Сухозавра была признана только в 1998 году, при переописании Барионикса. Первые окаменелости, относящиеся к спинозавриду, были обнаружены в 1912 году в формации Бахария в Египте. Состоящие из позвонков, фрагментов черепа и зубов, эти останки стали голотипом нового рода и вида Spinosaurus aegyptiacus в 1915 году, когда их описал немецкий палеонтолог Эрнст Штромер. Название динозавра означало "египетская колючая ящерица", в связи с необычно длинными нервными отростками, ранее не встречавшимися ни у одного другого теропода. В апреле 1944 года голотип S. aegyptiacus был уничтожен во время бомбардировки союзниками во время Второй мировой войны. В 1934 году Штромер отнес частичный скелет, также из формации Бахария, к новому виду Спинозавра; впоследствии этот образец был альтернативно отнесен к другому африканскому спинозавриду, Сигилмассазавру. В 1983 году относительно полный скелет был раскопан в яме Смокейкс в Суррее (Англия). Эти останки были описаны британскими палеонтологами Аланом Дж. Чаригом и Анджелой С. Милнер в 1986 году как голотип нового вида Baryonyx walkeri. После открытия Барионикса было описано множество новых родов, большинство из которых основаны на очень неполных останках. Однако другие находки содержат достаточно ископаемого материала и отчетливых анатомических признаков, чтобы их можно было с уверенностью отнести к определенному роду. Пол Серено и его коллеги описали Сухомимуса в 1998 году, барионихина из Нигера, на основе частичного скелета, найденного в 1997 году. В 2004 году частичные челюстные кости были обнаружены в формации Алькантара, и в 2011 году Александром Келлнером они были отнесены к новому роду спинозавринов под названием Oxalaia.

Описание

Хотя достоверные оценки размера и веса для большинства известных спинозавридов затруднены из-за недостатка хорошего материала, все известные спинозавриды были крупными животными. Ихтиовентор, Барионикс и Сухомимус достигали длины от 7 до 10 метров и весили от 1 до 2 тонн. Оксалея, возможно, достигала длины от 11 до 14 метров и веса около 7 тонн. Самый крупный известный род – Спинозавр, который мог достигать длины 15-18 метров и весить около 6-7 тонн, что делает его самым длинным известным динозавром-тероподом и наземным хищником. Близкородственный Sigilmassasaurus, возможно, вырастал до аналогичной или даже большей длины, хотя его таксономическая связь со Спинозавром остаётся неопределённой. Такая стабильность в больших размерах тела среди спинозавридов могла развиться как побочный эффект их предпочтения полуводному образу жизни, поскольку, не испытывая необходимости конкурировать с другими крупными динозаврами-тероподами за пищу, они могли достигать огромных размеров.

Череп

Черепа спинозавров, во многом похожие на черепа крокодилов, были длинными, невысокими и узкими. Несмотря на сильно модифицированное строение черепа, анализ эндокастов *Baryonyx walkeri* и *Ceratosuchops inferodios* показывает, что мозг спинозавров обладал высокой степенью сходства с мозгом других тероподов, не относящихся к манирапторам. Вдоль черепа проходил тонкий и неглубокий сагиттальный гребень, обычно наиболее высокий в области или над глазами, который укорачивался или полностью исчезал к передней части головы. У *Cristatusaurus* и *Suchomimus* (возможно, синонима первого) были узкие премаксиллярные гребни. У *Oxalaia* было особенно сложное вторичное нёбо, в то время как у большинства спинозавров оно было более гладким.

Посткраниальный скелет

Коракоидные кости плеч у спинозавридов были мощными и имели форму крючка. Задние конечности Сухомимуса и Барионикса были относительно короткими и в основном соответствовали таковым у других мегалозавроидных тероподов. Характерные нейронные отростки Спинозавра были чрезвычайно высокими, достигая высоты более метра на некоторых спинных позвонках. У Сухомимуса был более низкий, гребневидный парус, простиравшийся вдоль большей части спины, таза и хвоста. Нейронный отросток из голотипа Валлибонавенатрикс демонстрирует сходную морфологию с таковой у Ихтиовенатора, что указывает на наличие паруса и у этого рода. Один неполный скелет, возможно принадлежащий Ангатураме, также имел удлиненные нейронные отростки в области таза. Наличие паруса у фрагментарных таксонов, таких как Сигилмассазавр, неизвестно. Также Baryonychinae, включающая роды Baryonyx, Cristatusaurus, Suchosaurus, Suchomimus, Ceratosuchops и Riparovenator.

См. также филогенетические результаты в статье 2022 года, описывающей Iberospinus.

Эволюция

Спинозавриды, по-видимому, были широко распространены в барремском и ценоманском возрастах мелового периода, примерно 130–95 миллионов лет назад. Вероятно, самые ранние остатки спинозавридов известны из средней юры Нигера и Индии, причем в последней стране других остатков спинозавридов не обнаружено. Для них были характерны общие признаки, такие как длинные, узкие, крокодилоподобные черепа; субциркулярные зубы с мелкими или отсутствующими серрациями; концевая розетка рыла; и вторичное нёбо, которое делало их более устойчивыми к кручению. В отличие от них, примитивным и типичным состоянием для тероподов был высокий, узкий череп с клинковидными (зифодонтными) зубами с серрациями на каринах. Серено и его коллеги в 1998 году предположили, что большой коготь на первом пальце и мощные передние конечности спинозавридов эволюционировали в средней юре, до удлинения черепа и других адаптаций, связанных с питанием рыбой, поскольку эти признаки разделяются с их мегалозавридными родственниками. Они также предположили, что спинозаврины и барионихины разошлись до барремского возраста раннего мелового периода. Было предложено несколько теорий относительно биогеографии спинозавридов. Поскольку Сухомимус был более тесно связан с Бариониксом (из Европы), чем со Спинозавром, хотя последний род также обитал в Африке, распространение спинозавридов нельзя объяснить викариантом, возникшим в результате разлома континентов. Милнер в 2003 году предположил, что спинозавриды возникли в Лавразии в юрском периоде и распространились через Иберийский сухопутный мост в Гондвану, где они диверсифицировались. В 2007 году Буффо указал на то, что палеогеографические исследования показали, что Иберия находилась вблизи Северной Африки в раннем меловом периоде, что, по его мнению, подтверждает идею Милнера о том, что Иберийский регион служил переходом между Европой и Африкой, что подтверждается присутствием барионихинов в Иберии. Направление расселения между Европой и Африкой до сих пор неизвестно, а последующие находки останков спинозавридов в Азии и, возможно, Австралии указывают на то, что оно могло быть сложным. Кандейро и его коллеги в 2017 году предположили, что спинозавриды Северной Гондваны были вытеснены другими хищниками, такими как абелизауроиды, поскольку достоверных окаменелостей спинозавридов, датируемых периодом после ценомана, нигде в мире не обнаружено. Они связали исчезновение спинозавридов и другие сдвиги в фауне Гондваны с изменениями в окружающей среде, возможно, вызванными трансгрессиями уровня моря. Малафая и его коллеги в 2020 году заявили, что Барионикс остается самым древним бесспорным спинозавридом, признавая при этом, что более древние останки также были предварительно отнесены к этой группе. Баркер и его коллеги в 2021 году нашли подтверждение европейского происхождения спинозавридов, с распространением в Азию и Гондвану в первой половине раннего мелового периода. В отличие от Серено, эти авторы предположили, что произошло по крайней мере два эпизода расселения из Европы в Африку, что привело к появлению Сухомимуса и африканской ветви спинозаврин.

Диета и питание

Зубы спинозавридов напоминают зубы крокодилов, используемые для пронзания и удержания добычи. Следовательно, зубы с небольшими или отсутствующими зазубринами, как у спинозавридов, не подходили для разрезания или разрывания плоти, а помогали обеспечить крепкий захват борющейся добычи. Роман Вульо и его коллеги сравнили челюсти спинозавридов с челюстями угрей-конгер, предполагая, что это пример конвергентной эволюции, связанной с питанием в водной среде. У обоих видов животных есть зубы в конце верхней и нижней челюстей, которые крупнее остальных, а также область верхней челюсти с более мелкими зубами, образующая зазор, в который входят увеличенные зубы нижней челюсти, формируя полную структуру, называемую терминальной розеткой. В прошлом спинозавриды часто считались преимущественно рыбоядными, основываясь на сравнении их челюстей с челюстями современных крокодилов. В 2002 году Ханс Дитер Сьюз и его коллеги изучили строение черепа спинозавридов и пришли к выводу, что их способ питания заключался в использовании чрезвычайно быстрых и мощных ударов для захвата мелкой добычи челюстями, используя при этом мощные мышцы шеи для быстрых движений вверх и вниз. Из-за узкой морды энергичные боковые движения черепа при захвате добычи маловероятны. Прямые ископаемые свидетельства указывают на то, что спинозавриды питались рыбой, а также разнообразными другими животными небольшого и среднего размера, включая динозавров. Барионикс был найден с чешуей доисторической рыбы Scheenstia в брюшной полости, и эти чешуи были изношены, предположительно, под воздействием желудочного сока. Рядом с этим экземпляром были обнаружены кости молодого игуанодона, также изношенные. Если это была добыча Барионикса, то животное, будь то охотник или падальщик, питалось более разнообразной пищей, чем просто рыбой. Обломок морды, принадлежащий Спинозавру, был обнаружен с позвонком склероринхида Onchopristis, встроенным в него. Португальские окаменелости Iberospinus также были найдены в ассоциации с изолированными зубами игуанодона, и эти случаи, наряду с другими подобными ассоциациями, служат подтверждением оппортунистического поведения кормления у спинозавридов. Исследование 2018 года, проведенное Огюстом Хасслером и его коллегами, с использованием изотопов кальция в зубах североафриканских тероподов, показало, что спинозавриды имели смешанную диету, состоящую из рыбы и травоядных динозавров, в то время как другие исследованные тероподы (абелизавриды и кархародонтозавриды) питались преимущественно травоядными динозаврами. Это может указывать на экологическую специализацию между этими тероподами. Позднее в 2018 году Тито Аурелиано и его коллеги представили возможный сценарий пищевой сети бразильского формационного Ромуальдо. Исследователи предположили, что рацион спинозаврин из этой среды мог включать, помимо птерозавров, наземных и водных крокодиломорфов, молодых особей своего вида, черепах и динозавров небольшого и среднего размера. Это сделало бы спинозаврин верховными хищниками в этой конкретной экосистеме. В 1987 году британский биолог Эндрю Китченер утверждал, что Барионикс, с его крокодилоподобной мордой и увеличенными когтями, кажется, обладает слишком большим количеством адаптаций для рыбоядства, когда одной было бы достаточно. Китченер предположил, что Барионикс, скорее всего, использовал свои передние конечности для разрывания туш крупных динозавров, таких как игуанодон, вскрывая тушу большими когтями, а затем исследуя внутренности своим длинным рылом. В своей статье 1997 года Чариг и Милнер отвергли эту гипотезу, отметив, что в большинстве случаев туша уже была бы в значительной степени опустошена первоначальными хищниками. В обзоре семейства, проведенном в 2017 году Дэвидом Хоуном и Холцем, были рассмотрены возможные функции, связанные с раскопками источников воды или труднодоступной добычи, а также с рытьем в почве для строительства гнезд. Хотя обсуждение гребней на голове спинозавров было ограниченным, Хоун и Холц в 2017 году считали, что их наиболее вероятное назначение заключалось в демонстрации потенциальным партнерам или в качестве средства устрашения соперников и других хищников, для помощи в плавании; для хранения энергии или изоляции животного; или для демонстрационных целей, таких как запугивание соперников и хищников или привлечение партнеров. Многие сложные структуры тела современных животных служат для привлечения представителей противоположного пола во время спаривания. Возможно, парус Спинозавра использовался для ухаживания, подобно хвосту павлина. В 1915 году Штроммер предположил, что размер нейронных отростков мог различаться у самцов и самок. В блоге 2013 года Даррен Нейш счел последнюю функцию маловероятной, отдавая предпочтение гипотезе о половом отборе для паруса Ichthyovenators, поскольку он, по-видимому, эволюционировал самостоятельно, без близких родственников. Нейш также отмечает, что возможно, подобные родственники еще не обнаружены. В 2015 году немецкий биофизик Ян Гимса и его коллеги предположили, что эта особенность также могла способствовать движению в воде, улучшая маневренность при погружении, и действовать как точка опоры для мощных движений шеи и хвоста (подобно тем, что есть у парусников или молотоголовых акул).

Онтогенез

Ювенильные окаменелости спинозавридов встречаются относительно редко. Однако, обнаруженная когтевая фаланга очень молодого спинозавра указывает на то, что спинозавр, и, вероятно, другие спинозавриды, могли развить свои полуводные адаптации сразу при рождении или в очень раннем возрасте и сохранять их на протяжении всей жизни. Образец, найденный в 1999 году и описанный Симоной Магануко, Криштиану Даль Сассо и коллегами в 2018 году, предположительно принадлежал очень маленькому ювенильному экземпляру, что делает его самым маленьким известным спинозавридом, описанным на сегодняшний день.

Предпочтение местообитания

В 2010 году Ромен Амиот и его коллеги опубликовали исследование, в котором было установлено, что соотношение изотопов кислорода в костях спинозавров указывает на полуводный образ жизни. Соотношение изотопов зубов *Baryonyx*, *Irritator*, *Siamosaurus* и *Spinosaurus* было сопоставлено с изотопным составом современных тероподов, черепах и крокодилов. Исследование показало, что среди тероподов соотношение изотопов спинозавров было ближе к соотношению у черепах и крокодилов. У экземпляров *Siamosaurus* обычно наблюдалось наибольшее отклонение от соотношений других тероподов, а у *Spinosaurus* – наименьшее. Авторы пришли к выводу, что спинозавриды, подобно современным крокодилам и бегемотам, проводили значительную часть дня в воде. Авторы также предположили, что полуводный образ жизни и питание рыбой у спинозавров могут объяснить их сосуществование с другими крупными тероподами: за счет потребления различной добычи и обитания в разных местообитаниях, различные типы тероподов избегали прямой конкуренции. В 2018 году был проведен анализ частичной большеберцовой кости неопределенного спинозаврида из раннего альбийского века. Кость принадлежала молодому взрослому животному длиной от 7 до 13 м (22–42 фута), которое продолжало умеренно быстро расти до смерти. Этот образец (LPP PV 0042) был найден в бассейне Арарипе (Бразилия) и доставлен в Университет Сан-Карлос для проведения компьютерной томографии, которая выявила остеосклероз (повышенную плотность костей). Однако исследования, проведенные в 2023 году, подвергли сомнению прежнее предположение об активном нырянии спинозаврид, основанное на корреляции между компактностью костей, указав на возможные ошибки, такие как недостатки статистических методов и измерений, а также смещение выборки. Исследование, проведенное в 2023 году Стефани Баумгарт, также показало схожие результаты: учитывая вариативность образцов и методов сбора данных, авторы пришли к выводу, что предыдущих доказательств недостаточно, чтобы утверждать, что *Spinosaurus* полностью погружался в воду. Вероятнее всего, *Spinosaurus* проводил большую часть времени на берегу, ведя образ жизни, схожий с образом жизни куликов, как предполагалось ранее. Исследование плавучести, проведенное в 2018 году канадским палеонтологом Дональдом М. Хендерсоном с использованием 3D-моделирования, показало, что даже дальние родственники тероподов обладали плавучестью, сравнимой с плавучестью спинозавров, и поддержало гипотезу о том, что они держались у берегов или в мелководье, а не вели полуводный образ жизни.

Распространение

Подтвержденные спинозавриды были обнаружены на всех континентах, кроме Северной Америки, Австралии и Антарктиды, первым из которых был *Spinosaurus aegyptiacus*, найденный в формации Бахария в Египте. Барионихины были представлены в Африке, с *Suchomimus tenerensis* и *Cristatusaurus lapparenti*, а также зубами, похожими на зубы *Baryonyx*, из аптийского периода Нигера. Также они были найдены в Европе, с *Suchosaurus cultridens* и *S. girardi* из Англии. О зубах, напоминающих зубы *Baryonyx*, сообщается также из песчаников Эшдауна в Сассексе, Англия, и провинции Бургос, Испания. Например, в отложениях Кем Кем в Марокко, где существовала экосистема, включающая множество крупных сосуществующих хищников. Однако, Гэнго Танака и др. ставят под сомнение эту интерпретацию, предлагая *Hamadasuchus* – крокодила – в качестве наиболее вероятного источника этих зубов. Частичные скелеты и многочисленные ископаемые зубы указывают на широкое распространение спинозавридов в Азии; были описаны три таксона – все спинозаврины: *Siamosaurus suteethorni* из Таиланда, *"Sinopliosaurus" fusuiensis* из Китая и *Ichthyovenator laosensis* из Лаоса. Зубы спинозавридов были найдены в Малайзии; это были первые останки динозавров, обнаруженные в этой стране. Некоторые промежуточные находки расширяют известный ареал спинозавридов за пределы самых поздних известных датировок описанных таксонов. Один зуб барионихина был найден в среднем сантонии в формации Мацзякун, провинция Хэнань, Китай. В La Cantalera 1, на месте в раннем барремийском периоде формации Блеса в Треуле, Испания, были обнаружены два типа зубов спинозавридов, которые предварительно были отнесены к неопределенным спинозавровым и барионихиновым таксонам. Неопределенный спинозаврид был обнаружен в раннемеловом периоде в формации Эумералла, Австралия. Он известен по одному частичному шейному позвонку длиной 4 см, обозначенному как NMV P221081. У него отсутствует большая часть нервного отростка. Образец принадлежит молодому животному, длина которого оценивается примерно в 2-3 метра. Из всех спинозавридов он наиболее похож на *Baryonyx*. В 2019 году было предположено, что позвонок, возможно, принадлежал мегарапторидному тероподу, а не спинозавру.