№10, 2004 г.
© Очев В.Г., Иванов А.В., Архангельский М.С.
Гастролиты ископаемых
В.Г. Очев ,
доктор геолого-минералогических наук
А.В. Иванов,
кандидат геолого-минералогических наук
М.С. Архангельский,
кандидат геолого-минералогических наукСаратовский государственный университет
О существовании животных и растений, которых уже нет в современном мире, обычно судят по фоссилиям - минерализованным костям, высушенным или замороженным мягким тканям, различным отпечаткам, копролитам и т.д. Иногда вместе с остатками вымерших животных находят скопления угловатых, но со сглаженными краями камней. Поскольку лежат они, как правило, в месте, где когда-то был желудок, есть все основания считать, что это - гастролиты, или желудочные камни. Известно, что глотают их те животные, у которых отсутствует или недостаточно развита зубная система. Камни попадают в мускульный отдел желудка и способствуют перетиранию плотной и волокнистой пищи.
Гастролиты всегда присутствуют в желудках многих современных птиц, особенно зерноядных. Есть они и в сходных по строению с птичьим желудках муравьедов и панголинов, рацион которых состоит в основном из муравьев и термитов, а также - у ехидны и утконоса, питающихся насекомыми и прочими беспозвоночными животными. Из современных рептилий лишь у крокодилов (типичных хищников) желудок достаточно дифференцирован, с обособлением мускульной части, где почти всегда находится значительное количество камней. Например, их масса у нильского крокодила (Crocodilus niloticus) может достигать 5 кг, т.е. более 1% от массы тела. (Предполагают, что камни, кроме всего прочего, перемещают центр тяжести вперед и вниз, придавая животному большую устойчивость при плавании.) Из млекопитающих постоянное пополнение желудка гастролитами обычно свойственно тем, чья зубная система не приспособлена для интенсивного пережевывания (например, ластоногим).
Желудочные камни необходимы растительноядным наземным плацентарным млекопитающим животным, по-видимому, не только для перетирания пищи, но и для утоления минерального голода (литофагия, или геофагия) [1]. Более того, по мнению А.М.Паничева, многие породообразующие минералы и их смеси могут оптимизировать состояние электролитов в пищеварительном тракте, активизировать ферменты и влиять на симбиотическую микрофлору кишечника, что, безусловно, способствует перевариванию пищи. Хищным млекопитающим литофагия как способ получения необходимых минеральных веществ не свойственна, так как пища плотоядных животных всегда лучше сбалансирована в этом отношении.
Инстинкт заглатывания камней мог выработаться, конечно, и случайно, поскольку они непроизвольно оказываются в желудке животного вместе с пищей (к примеру, благородный олень за день съедает до 30 кг травы, а вместе с ней около 1 кг почвы). Однако, как отмечает Паничев, именно свойство многих минеральных веществ влиять на процесс пищеварения должно было привести в результате эволюции к выработке поведенческих реакций, направленных на поиск необходимых минералов.
Гастролиты завроподоморфных динозавров [5].
Хотя в остатках ископаемых животных гастролиты встречаются и не часто, их находки очень важны. Наряду с морфологическим исследованием скелета (в частности изучением особенностей зубной системы), минералогический и химический анализ желудочных камней позволяет точнее судить о типе питания, образе жизни и даже миграциях динозавров. Правда, распознать гастролит бывает довольно сложно, особенно если найден он не рядом с остатками животного. Американские оптики предложили метод идентификации желудочных камней на основе изучения кривых рассеяния света от направленного на их поверхность лазерного луча [2]. Направление и интенсивность рассеивания света зависят от средней глубины ямок на поверхности и углов их наклона. Специфичные для гастролитов характеристики были выявлены путем сравнения несомненных желудочных камней с морской и речной галькой.
Ценность этого метода очевидна, так как позволяет даже в отсутствие ископаемого скелета отличить гастролит от любого отполированного водой или ветром камня. Особенно это важно в случае наземных организмов, остатки которых нередко находят не только не в месте их гибели, но и не в районах их обитания. Дело в том, что трупы или кости часто могут быть перенесены водой, силами гравитации и даже ветром.
Часть скелета нижнемелового оперенного птицетазового динозавра Candipteryx dongi из северо-восточного Китая [3].
1 — кости бедра;
2 — лучевая кость;
3 — локтевая кость;
4 — автоподии (нижняя часть) передних конечностей;
5 — перья;
6 — скопление гастролитов;
7 — ребра;
8 — левое бедро;
9 — правое бедро;
10 — левая большая берцовая кость;
11 — правая большая берцовая кость;
12 — автоподии (нижняя часть) задних конечностей;
13 — кости таза;
14 — фрагменты позвоночника.Находки скелетов теропод (хищных ящеротазовых динозавров) обычно не содержали гастролитов. Тем интереснее было обнаружить скопления желудочных камней (до 4 мм в диаметре) вместе с остатками орнитомимозавров и некоторых других страусоподобных ящеров [3]. Это заставило исследователей усомниться в том, что эти динозавры были хищниками. Завроподы, вероятно, были растительноядными животными, что подтверждается присутствием в их находках гастролитов: находят их и у ранних животных - Massospondylus, и у более поздних гигантов - Brachiosaurus [4].
Большинство птицетазовых динозавров, видимо, питались существенно менее грубой растительной пищей, перемалывая ее зубами; гастролиты с ними не найдены. Исключение составил скелет попугайного ящера Psittacosaurus из нижнемеловых отложений Монголии, где было обнаружено около 100 желудочных камней [5].
Птицеподобный динозавр
Avimimus pardentorus [4].Гигантский завроподоморфный
динозавр диплодок [4].В настоящее время накоплены некоторые данные о содержимом желудка ископаемых птиц. Гастролиты обнаружены у обитавших в Новой Зеландии гигантских нелетающих птиц из отряда моаобразных (Dinornithiformes), уничтоженных уже в историческую эпоху появившимися там тысячу лет назад маорийцами. Более 1700 скелетов этих птиц, увязших в трясине, были найдены в болотах на о.Южном. Вместе со скелетами попадались и кучки гастролитов, с помощью которых перетирались в желудке листья и ветки, составлявшие большую часть пищи моа [6].
Гигантские (до 3.6 м высотой) нелетающие птицы моа послеледниковой Новой Зеландии [2].
Трупы водных обитателей сохраняются лучше, и поэтому неслучайно наиболее известные находки гастролитов вымерших животных относятся к мезозойским морским рептилиям - ихтиозаврам и плезиозаврам. Эти хищники имели недифференцированную зубную систему, а значит, пищу они не пережевывали. Прекрасно сохранившиеся скелеты ихтиозавров и отпечатки мягких тканей найдены на всемирно известном местонахождении Хольцмаден в нижнеюрских отложениях Германии. Выясняется, что они питались исключительно рыбой и головоногими моллюсками - белемнитами. У ихтиозавров гастролитов не было, а вот у плезиозавров, вероятно, они были обычны.
Такие камни подробно описаны в работах палеонтологов XIX - начала XX вв. Обзор их приведен в известном труде о плезиозаврах Н.Н.Боголюбова [7]. Гастролиты плезиозавров были размером с орех или куриное яйцо, иногда достигали 10 см в диаметре и веса до 1.5 кг. В ряде случаев удавалось установить, что желудочные камни были принесены плезиозаврами издалека. Так, в скелете из нижнемеловых отложений на юго-востоке Англии оказались куски палеозойских пород северной Франции.
В Канзасе вместе с остатками плезиозавра было обнаружено более 100 камней; ближайший район развития подобных пород расположен за несколько сотен километров от того места, где погиб ящер. Иногда полагают, что подобные камни могли попадать в желудки плезиозавров случайно вместе с пищей, которую они проглатывали целиком. Однако питались они в основном не донной добычей, а находящейся в толще воды (пелагиали), поэтому проглатывали камни они, вероятнее всего, не случайно, а преднамеренно. Вместе с одним из скелетов из отложений мелового возраста сохранилась пища этого животного - остатки летающего ящера, рыбы и головоногого моллюска, который был проглочен вместе с раздавленной раковиной. Более того, у современных ластоногих, поедающих как рыб, так и морских беспозвоночных, зубная система упрощена настолько, что может служить лишь для схватывания и удержания добычи, но не для пережевывания, и их желудки также наполнены гастролитами.
Плезиозавры, как полагают изучавшие их исследователи, были способны заглатывать и достаточно крупную добычу - меньших по размерам рептилий, с которыми они могли справиться. Так, знаменитый американский палеонтолог Э.Коп в 1872 г. сообщил о находке в скелете плезиозавра Plesiosaurus gigas из верхнемеловых отложений Канзаса остатков небольшого мозазавра Clidastes, который, возможно, был проглочен хищником.
Плезиозавр [4]. Малый объем сведений о литофагии ископаемых позвоночных связан не только с редкостью их находок, но и с недостаточным вниманием палеонтологов к поискам и изучению содержимого желудка в раскапываемых скелетах.
В нашей стране находки сколь либо полных скелетов морских рептилий (с которыми может быть связано обнаружение гастролитов) всегда представляли большую редкость. В литературе есть сведения лишь об одной находке плиозавра в верхнеюрских отложениях у г.Пугачева (Саратовской обл.) [8]. В скелете в области желудка была обнаружена масса остатков головоногих моллюсков, которыми, видимо, в основном питалось это животное, а также целая (непереваренная) рыба. Крупные гастролиты, описанные у плезиозавров зарубежными авторами, здесь не были найдены, встречены только мелкие галечки 3-4 мм в диаметре.
Недавно была сделана новая интересная находка - почти полный скелет крупного плиозавра из нижнего мела Ульяновского Поволжья. Раскопки были проведены под руководством Г.Н.Успенского - директора Естественноисторического музея Ульяновского государственного университета. Было обнаружено скопление остатков пищи, в том числе кости рыб, крючки головоногих и многочисленные желудочные камни, состав которых пока не изучен. Мы надеемся, что это послужит стимулом дальнейшей работы в данном направлении.
Литература
1. Паничев А.М. Литофагия в мире животных и человека. М., 1990.
2. Johnston R., Manley K., Lemanski Ch. // Optic Communication. 1991. V.74. P.279.
3. Zhou Zhong-He, Wang Xiao-Lin. // Vertebr. Palasiatica. 2000. V.38, №2. P.113—126.
4. Ивахненко М.Ф., Коробельников В.А. Живое прошлое Земли. М., 1987.
5. Norman D. Dinosaur. Granada, 1991.
6. Рич П.В., Рич Т.Х., Фентон М.А. Каменная книга. Летопись доисторической жизни. М, 1997.
7. Боголюбов Н.Н. Из истории плезиозавров в России. М., 1911.
8. Журавлев К.И. // Изв. АН ССР. Сер. биол. 1943. №6. С.293—306.
