Палеобиологи раскрыли, как водные архозавроморфы смогли эволюционировать с крайне длинной шеей.

После пермско-триасового вымирания, причины которого активно обсуждаются учеными в настоящее время, фауна Земли значительно обогатилась новыми формами позвоночных. В мезозойскую эру (251-66 миллионов лет назад) рептилии успешно адаптировались и заняли все доступные экосистемы. На суше обитали псевдозухии и нелетающие динозавры, воздушные ниши заполнили птерозавры и птицы, а в морских водах — ихтиозавры, мозазавры и завроптеригии.

Разнообразие экологических ниш заставляло древних животных адаптироваться и развивать уникальные анатомические черты. Одним из самых необычных представителей мезозойской позвоночной фауны является Tanysauria, группа ранних архозавроморфов. Среди них встречались как наземные, так и морские виды, но их главная особенность — экстремально длинная шея. Некоторые виды (например, Tanystropheus) вырастали настолько длинными, что их шея составляла половину тела или даже больше.

Эти ящеры достигли такого разнообразия благодаря удлинению позвонков или увеличению их количества в шейной области. У пятиметрового Tanystropheus longobardicus шея была самой длинной — до трех метров, что составляло половину тела, но в ней обнаружили лишь 13 удлиненных позвонков.

Хотя строение этих костей изучается давно, об их эволюции известно немного. Пробелы в знаниях решили восполнить палеобиологи из Польши, Германии и Швейцарии. На основе недавно найденных остатков они исследовали внутреннюю анатомию шейных позвонков различных видов танистрофей (32 экземпляра) и более примитивного Protanystropheus antiquus (семь экземпляров) с использованием компьютерной томографии (КТ). Результаты исследования опубликованы в журнале Zoological Journal of the Linnean Society.

Томография позволила ученым проанализировать внутреннюю структуру и толщину стенок образцов, не повреждая их. В образцах P. antiquus в центре позвонков находится полость, а с обоих концов стенки костей относительно тонкие и утолщаются по мере приближения к центру. Эти полости пересекаются под углом с пластинами губчатой костной ткани (трабекулами), в некоторых образцах трабекулы разделяли внутренние полости на несколько карманов.

Во всех позвонках танистрофей исследователи также обнаружили крупную полость, окруженную плотным слоем кости. Однако внутри нее не было трабекулярных пластинок — несколько таких структур нашли в передней и задней частях позвонка. Кроме того, как отмечают палеобиологи, в танистрофеях, в отличие от P. antiquus, практически невозможно было различить позвоночный канал. В поперечном сечении позвонки были почти идеально круглыми — трубчатая структура могла обеспечивать дополнительную жесткость.

Анализ костной ткани показал, что ближе к центру в шейных позвонках проходит больше капилляров. По мере удаления вперед и назад состав ткани меняется на пластинчатую кость, которая благодаря слоистому строению обладает повышенной прочностью.

Исследователи пришли к выводу, что обнаруженные полости в центре шейных позвонков возникли в результате растворения губчатой костной ткани. Интересно, что такое строение несколько противоречит водному образу жизни танистрофей, так как слишком легкие позвонки могли бы снизить плавучесть животного. Уникальная конструкция вытянутых шейных позвонков, заключили палеобиологи, является результатом эволюционного компромисса между длиной, массой и прочностью. Их полое цилиндрическое строение можно сравнить с пневматизацией костей у птерозавров для облегчения полета.

В первые десять миллионов лет после Великого вымирания архозавроморфы и, в частности, Tanysauria развивались стремительно, и конкурентное давление заставляло их адаптироваться к жизни в водной среде. При этом вид Dinocephalosaurus orientalis из родственной танистрофеям группы пошел по иному пути: его шея состоит из более чем двадцати позвонков.