Pakrančių sandėliai: dinozaurai valgė išplautą jūros maistą

Paveikslas, kuriame dinozauras ganosi pakrantėje, atrodo keistas, bet tikėtinas: po stiprios audros paplūdimys, užverstasis pūvančiais jūros dumbliais ir nuskendusiais žuvimis, tampa laikina maisto saugykla. Šiandien daugelis pakrančių žinduolių ir paukščių naudojasi tokiomis jūrinėmis dovanojimo galimybėmis. Nauji cheminiai duomenys rodo, kad daugiau nei prieš 100 milijonų metų dinozaurai ir kiti kreidos periodo gyvūnai elgėsi panašiai.

Pakrančių sandėliai: audros, jūros dumbliai ir alkanieji dinozaurai

Paleontologai ilgai diskutavo, kiek glaudžiai žemė ir jūra buvo susijusios tolimame geologiniame laikotarpyje. Vakarų vidinė jūra, didžiulė vandenyno atšaka, kuri vidurio kreidos metu išskyrė Šiaurės Ameriką, sukūrė ilgus pakrančių ruožus, kur susitiko sausumos ir jūrinės sritys. Šios ribos nebuvo statinės. Jos buvo dinamiškos zonos, kur potvyniai ir audros perkeldavo organinę medžiagą iš jūros į krantą, sukurdamos galimybes sausumos gyvūnams pasinaudoti jūrinėmis išteklių injekcijomis.

Tyrėjų grupė, paskelbusi darbą ekologijos ir evoliucijos žurnale, patikrino, ar toks mainas, kurį ekologai vadina jūrine subsidizacija, paliko matomą pėdsaką fosilizuoto dantų emalio viduje. Idėja paprasta: jūros dumbliai ir kitos jūrinės augmenijos turi kitokį anglies izotopinį parašą nei dauguma sausumos augalų. Jei ta jūrinė anglis patekdavo į sausumos mitybos grandines, pakrančių gyvūnų dantų emalyje turėtų atsispindėti atskiras signalas.

Mitybos skaitymas emalyje: δ13C ir fosilijų įrašai

Penki Cloverly formacijos egzemplioriai po destruktyvaus izotopinės sudėties ir lazerinės abliacijos mėginio ėmimo. Iš kairės į dešinę matomi trys krokodilinių dantų pavyzdžiai, ketvirtas dantis priklauso Deinonychus antirrhopus, o krašte dešinėje yra Sauropelta edwardsi dantis. Egzemplioriai pritvirtinti prie lipnios masės ant stiklinio lamelio su etiketėmis po jais. 

Norėdami nustatyti anglies šaltinį senovinėse mitybose, mokslininkai matuoja dviejų stabiliojo anglies izotopų, anglies-12 ir anglies-13, santykį. Šis santykis reiškiamas kaip δ13C. Augalai, gaminantys maistą jūrinėje aplinkoje, paprastai turi aukštesnes δ13C reikšmes nei dauguma sausumos augalų. Kadangi vartotojai perduoda izotopinę savo maisto sudėtį, dantų emalis gali veikti kaip patikima mitybos laiko kapsulė.

Tyrėjų komanda ėmė dantų emalio mėginius iš įvairių fosilijų, surinktų vietose, kurios kadaise ribojosi su Vakarų vidine jūra ir kitomis pakrančių zonomis, taip pat iš vietovių toliau nuo kranto, sausumos aplinkų. Fosilijos buvo iš dviejų kreidos intervalų: ankstyvojo albio, maždaug prieš 113–107 milijonus metų, ir ankstyvojo cenomanio, maždaug prieš 100–96 milijonus metų. Emalio milteliai buvo ištirti dėl δ13C ir palyginti tarp lokalijų ir taksonų.

Didelis krokodilinio gyvūno dantis iš Wayan formacijos. Egzempliorius pavaizduotas šalia centimetrinio liniuotės specimen dėžutėje ant savo informacinės kortelės. 

Atsirado aiškūs modeliai. Fosilijos iš pakrančių nuosėdų nuosekliai rodė aukštesnes δ13C reikšmes nei tos iš vidaus vietovių. Šis modelis pasitvirtino skirtinguose platumose ir abiejuose tirtuose laiko tarpsniuose. Svarbiausia, variacija neapsiribojo vienai grupei. Žuvys, krokodilai, vėžliai ir dinozaurai iš pakrančių vietų visi rodė praturtintą anglies parašą, kas reiškia, kad jūrinė anglis pasiekė kelis maisto grandinės lygius.

Jūros dumbliai kaip žemesnio lygio subsidija ir ekologinės pasekmės

Teropodo dantis iš Mussentuchit nario rinkinio, padėtas ant putplasčio bloko šalia mastelio kortelės. 

Ką galėtų suteikti pastovų jūrinį anglies šaltinį, kuris būtų tiek gausus pakrantėse, tiek žemas mitybos grandinėje, kad paveiktų daug vartotojų? Tyrėjai pateikia tikėtina argumentą už jūrinius makroalgus, dažniausiai vadinamus jūros dumbliais. Jūros dumbliai gausiai gaminami pakrantėse, lengvai suyra ir gali būti nešami į krantą potvynio ir audrų metu. Šiuolaikiniai pakrančių žolėdžiai dažnai papildo savo mitybą išplautais dumbliais. Nauji izotopiniai signalai rodo, kad panašiai elgdavosi ir senoviniai pakrančių žolėdžiai.

Ne visi rūšys atspindėjo šią tendenciją. Tenontosaurus tilletti, plačiai paplitęs žolėdis tyrime, rodė δ13C reikšmes, būdingas sausumos augalų vartojimui, net ir ten, kur pakrančių fosilijos kitaip rodė jūrinės įtakos ženklus. Šis kontrastas stiprina mitybos interpretaciją, nes tai užkerta kelią vienos diagenetinės priežasties, vienodai paveikusios visas pakrančių fosilijas po užkasimo, aiškinimui. Vietoje to signalas panašu, kad fiksuoja tikras ekologines skirtumus.

Tenontosaurus tilletti dantis iš Cloverly formacijos rinkinio, dėžutėje stiklo mėginio mėgintuvėlyje. 

Platesnės reikšmės yra svarbios. Jei pakrančių dinozaurų bendruomenės sezoniškai ar proga pasikliaudavo jūrine subsidija, tai paveiktų energijos srauto, kūno kondicijos ir net migracijos elgsenos vertinimus. Jūrinės įplautos gali amortizuoti sausumos maitinimo tinklus nuo sausros ir sezoninės trūkumo, ir jos gali pakeisti izotopinį bazinį lygmenį, kurį mokslininkai naudoja nustatydami trofines sąsajas.

Ekspertų įžvalga

"Šis darbas sustiprina paprastą, bet galingą idėją: senovinės ekosistemos buvo tarpusavyje susietos būdais, kuriuos mes tik dabar pradedame kiekybiškai nustatinėti," sako dr. Mira Santos, paleoekologė iš Lisabonos universiteto, kuri nedalyvavo tyrime. "Skaitydami izotopus, išsaugotus emalyje, gauname tiesioginius įrodymus apie išteklių srautus per žemės ir jūros ribą. Tie srautai galėjo būti lemiami kai kurių rūšių išlikimui ir paplitimui vidurio kreidos šiltnamio klimatuose."

Santos priduria, kad mėginių išplėtimas aukštesnėse ir žemesnėse platumose bei kitiems laiko tarpsniams, pavyzdžiui, jūrai ir ankstyvajam cenozojui, patikrintų, kaip bendras buvo jūrinės subsidizacijos modelis. "Jei subsidijos, pagrįstos jūros dumbliais, buvo globalios, tai galėtų pakeisti mūsų supratimą apie pakrančių paleosaugas ir jų atsparumą," teigia ji.

Išvados

Izotopiniai parašai, išsaugoti dantų emalyje, atveria langą į senovines pakrančių maitinimo grandines. Jie rodo, kad jūrinės kilmės anglis, greičiausiai iš jūros dumblių, patekdavo į sausumos mitybas ir palikdavo matomą ženklą gyvūnuose nuo žuvų ir krokodilų iki didelių dinozaurų. Ši įžvalga peržiūri pakrantes kaip ekologinius židinius, kur vandenynas ir žemė mainėsi ištekliais, o ne tik kaip ribas tarp atskirų pasaulių. Kai bus ištirta daugiau fosilinių dantų ir išplėstas geografinis mėginių spektras, mokslininkai patikslins, kaip dažnai ir stipriai jūra maitino senovinį sausumos gyvenimą. Kol kas netikėta išvada yra paprasta: pakrantės buvo sandėliai, ir dinozaurai kartais valgė tai, kas išmesta į krantą.