Рога цератопсов выдерживали настоящие поединки

Палеонтологи давно подозревали, что трицератопсы сцеплялись рогами, как олени во время гона. В Бристоле это решили проверить без машины времени: нагрузили цифровые черепа пяти рогатых динозавров и посмотрели, где кость первой начнёт сдавать.

Черепа со следами драк

Цератопсы — травоядные динозавры с рогами и костяными воротниками на затылке. Воротники обычно считают украшением для показа сородичам, а рога — оружием для схваток внутри вида. Следы таких схваток действительно находят. «По многим окаменелостям видно, что черепам цератопсов прилично доставалось», — говорит Эндрю Фарк из палеонтологического музея имени Раймонда Альфа в Калифорнии. Повреждения чаще всего встречаются на воротнике и на скулах.

Хороший пример — спиклипей по прозвищу «Джудит». Его скелет в 2005 году заметил на своём ранчо в Монтане физик Билл Шипп, а описали вид в 2016-м. Надбровные рога длиной около 25 сантиметров у этого динозавра торчат в стороны, а в чешуйчатых костях черепа с обеих сторон есть сквозные отверстия. Авторы описания допускали, что это следы боя с соперником своего вида.

Что повреждения бывали, понятно. Непонятно было, как именно цератопсы пускали рога в ход.

Виртуальный поединок

Эрик Эймс, Андре Роу и Дэвид Баттон из Бристольского университета построили трёхмерные модели шести черепов пяти видов, взятых с разных ветвей родословного древа цератопсов. Исходными данными служили сканы поверхности окаменелостей. Затем модели «нагрузили» методом конечных элементов: меняли направление удара и манеру боя, а программа считала напряжения в каждом участке кости. Чем выше напряжение, тем вероятнее перелом.

Для трицератопса, например, перебрали удар одним рогом, сцепку рогами на четверти их длины и сцепку под углом. Результаты пересчитали с поправкой на размеры животных. Логика простая: в ходе эволюции закреплялись те приёмы боя, которые череп выдерживал без вреда для себя.

Тем же способом раньше считали силу укуса тираннозавра и нагрузки на хвостовую булаву анкилозавров — тех самых «живых танков», закованных в костяные пластины вплоть до век.

Пять черепов — пять манер боя

Пситтакозавр — ранний безрогий цератопс размером с хаски, живший около 125 миллионов лет назад, — плохо перенёс все сценарии. Драк ему разумнее было избегать.

Протоцератопс, размером со свинью, показал низкие напряжения и неплохо держал таранные удары. Центрозавр с крупным носовым рогом, похожий на носорога, справлялся с вертикальными нагрузками и ударами вдоль морды, но плохо — с боковыми. «Когда мы проверили его вертикальными силами, он выдержал напряжения очень хорошо», — говорит Эймс. По его версии, центрозавр бросался вперёд и колол соперника рогом, а не боролся с ним.

У трицератопса и спиклипея надбровные рога в большинстве тестов показали низкие или умеренные напряжения. Их массивные черепа выдерживали и сцепку рогами, и силовую борьбу. В целом крупные и более поздние виды оказались приспособлены к большему набору приёмов, чем их ранние предки.

Первый найденный лоб трицератопса с двумя большими рогами Отниел Марш в 1887 году принял за череп древнего бизона. Подробнее об истории открытия и видах — в статье о трицератопсе и его трёх рогах.

Сначала для показа, потом для драки

Эймс считает, что рога и воротники появились прежде всего для демонстрации — перед соперниками и самками. В настоящие силовые поединки их пустили позже, и разнообразие форм рогов росло вместе с разнообразием манер боя, как у современных травоядных. Как рога оленей, буйволов и антилоп, они могли служить и для защиты от хищников. «Эти приспособления — что-то вроде швейцарского ножа», — говорит учёный.

Ещё одна оговорка авторов: прочные черепа частично могли достаться поздним цератопсам по наследству от предков, а не сложиться ради драк.

У модели есть и слабое место. Сканировали только поверхность черепов, а внутреннее строение кости, довольно сложное, в расчёт не попало. Фарк надеется, что более подробные модели расскажут об этих поединках больше. Исследование опубликовано в журнале PeerJ.