Ихтиозавър | изчезнал разред морски влечуги от мезозойската ера

Ранни открития

Родът Ichthyosaurus е описан за първи път през 1699 г. по фрагменти от вкаменелости, открити в Уелс. Първите фосилни прешлени са публикувани два пъти през 1708 г. Първата пълна вкаменелост на ихтиозавър е намерена през 1811 г. от Мери Анинг в Лайм Риджис, по юрското крайбрежие. По-късно тя открива три отделни вида.

Първата голяма находка

Първото голямо откритие на Мери Анинг е направено малко след смъртта на баща ѝ, когато тя е само на 12 години. През 1810 г. баща ѝ Джоузеф намира нещо, което смята за череп на крокодил, но останалите части на животното не са открити. Мери продължава да търси и година по-късно буря отвява част от скалата и разкрива част от останалата част от скелета на дългото 17 фута (5,2 м) същество, което тя успява да изкопае от скалата и да събере с помощта на местни каменоделци.^p33–41 По-късно Анинг открива още три вида.

Тълкуване

През 1821 г. Уилям Конибиър и старият приятел на Мери Хенри де ла Беш публикуват статия, в която анализират намерените от Мери и други хора образци. Те стигат до заключението, че ихтиозаврите са непознат дотогава вид морски влечуги, и решават, че е имало поне три вида.

 

Анатомия

Ихтиозаврите са били влечуги, които са развили рибообразни очертания на тялото. Някои от характеристиките им са били уникални: имали са огромни очни ябълки, понякога с диаметър над 25 см. Имали са големи ръце (manus) с до 20 кости в един пръст и до 10 пръста в един manus.

Те имаха обтекаема форма, гребла, опашка, подобна на риба, и нямаха шия. Средната дължина на ихтиозаврите е била около 2-4 м; някои са били по-малки, а някои видове са ставали много по-големи. Имали са глава, подобна на морска свиня, и дълга, назъбена муцуна. Създадени за бързина, подобно на съвременните риби тон, някои ихтиозаври изглежда са се гмуркали дълбоко, подобно на някои съвременни китове. Изчислено е, че ихтиозаврите са можели да плуват със скорост до 40 км в час (25 мили в час). Подобно на съвременните китоподобни, като китовете и делфините, те са дишали въздух.

Тегло

Според изчисленията на Рьосуке Мотани теглото на 2,4-метровия Stenopterygius е било около 163-168 килограма, а на 4-метровия Ophthalmosaurus icenicus - 930-950 килограма (1,03-1,04 тона).

Размер на тялото и метаболизъм

Учените се чудят дали древните влечуги като ихтиозаврите са били топлокръвни или студенокръвни. Експерти от университета в Плимут са изследвали много животни, които се гмуркат и задържат дъха си - от насекоми до китове. Те установили, че по-големите животни могат да задържат дъха си по-дълго от по-малките, тъй като могат да съхраняват повече кислород за размера си, и установили, че тази разлика е много по-голяма при топлокръвните животни, отколкото при студенокръвните. Според тях това може да е причината съвременните китове да станат толкова големи. Те стигат до заключението, че големият размер на ихтиозаврите, както и на китовете, означава, че е по-вероятно те да са топлокръвни, отколкото студенокръвни.

Конвергентна еволюция

Биологът Стивън Джей Гулд казва, че ихтиозавърът е любимият му пример за конвергентна еволюция. Приликите му с рибите не са хомоложни, причинени от общ произход, а аналогични, причинени от селекция в една и съща среда:

"Това морско влечуго със сухоземни предци се е сближило толкова силно с рибите, че всъщност е развило гръбна перка и опашка на точното място и с точния хидрологичен дизайн. Тези структури са още по-забележителни, тъй като са се развили от нищото - предците на сухоземното влечуго не са имали гърбица на гърба или лопатка на опашката, които да служат като предшественик".

Очи

Очите на ихтиозаврите са големи в сравнение с размера на тялото, което предполага, че те са ловували с поглед дори в слабо осветени води или през нощта. Всъщност ихтиозаврите държат рекорда по размер на очите: най-голямото е било с диаметър 264 мм (~10,4 инча) от вида Temnodontosaurus platyodon. Това е най-голямото око, регистрирано някога за гръбначно животно, въпреки че окото на колосалния калмар е още по-голямо. Очите на ихтиозаврите са защитени от склеротични пръстени. Това са кръгли костни пластини във вътрешността на външните ръбове на роговицата на окото. Тяхната функция е да поддържат окото механично. Те са добре запазени в черепите на изкопаемите ихтиозаври.

Плавници

Отначало беше трудно да се разберат насочените надолу опашни кости. По-късно през XIX в. е направена забележителна находка. Някои екземпляри от Mixosaurus и Stenopterygius били добре запазени в черните кални камъни на Германия. Тези вкаменелости са се запазили в толкова фини седименти, че са били почти перфектни, като само няколко кости са били нарушени или са липсвали. Очертанията на формата на тялото можели да се видят като тънък въглероден филм.^p10 Въпреки че меките части отдавна са изгнили, те са оставили своя отпечатък. За първи път учените можеха да видят ясно, че опашката на ихтиозавъра е била оформена като опашка на риба. А на гърба му, подобно на акула, имало гръбна перка.

Раждане на живо

За ихтиозаврите винаги се е предполагало живо раждане, тъй като с техните гребла те никога не биха могли да маневрират на сушата, за да снасят яйца, както правят костенурките. Като влечуги те са произвеждали клетъчни яйца, но са били изцяло водни и яйцата им са се развивали в майката. Доказателствата отново идват от ранната юра в Германия, където няколко прекрасни примера ясно показват ембриони в гръдния кош на възрастния. Съществуват и други примери за действително раждане на малките.^p125 Те се появяват на бял свят с опашката напред. Несъмнено някакво усложнение при раждането е убило заедно и майката, и потомството.

Скорошно изследване на най-ранния ихтозавър, Chaohusaurus, от долния триас показва ранен пример за раждане на живо. Забележителна особеност е, че бебето е близо до появата си с главата напред. Авторите коментират:

"Позата на раждане с главата напред... категорично показва сухоземен произход на живородството, за разлика от традиционното схващане. Следователно позата на раждане с опашката напред при производните ихтиоптериги, сходна с условията при китовете и морските крави, е вторична характеристика". Те коментират, че "задължителните морски амниоти изглежда са еволюирали почти изключително от вивипарни сухоземни предци".

С други думи, ихтиозаврите са раждали на живо, когато все още са били сухоземни обитатели. По-късно са се адаптирали към водния живот.

 
Неидентифициран ихтиозавър: тялото е очертано (с боя) и показва опашката и гръбните перки  


Диаграма от статията в PLoS, показваща основните характеристики на фосилния Chaohusaurus Майчиният екземпляр на Chaohusaurus с три ембриона. Цветовото обозначение показва: черно - гръбначния стълб на майката, включително невралните и хемалните шипове; синьо - таза и задната лапа на майката; зелено - ребрата и гастралията на майката. Ембриони 1 и 2 са в оранжево и жълто, а новородено 1 е в червено. Мащаб = 1 cm  

Изчезване

Ихтиозаврите са изчезнали през горна креда, около 30 милиона години преди К/Т измирането. На границата между сеноманския и туронския етап е имало океанско аноксично събитие. По-дълбоките слоеве на моретата станали аноксични и отровени от сероводород (H₂ S). Тъй като животът в долните слоеве на морето (бентоса) загива, загиват и хищниците на върха на хранителната верига. Измрели последните плиозаври и ихтиозаври.^p251

От известно време броят на ихтиозаврите намалява; те вече не са онази сила, която са представлявали през горния триас и долната юра. Към средата на юрския период се е смятало, че всички те принадлежат към един клад - Ophthalmosauridae. Към креда се е смятало, че са оцелели само три рода. През последните над 50 години се смята, че по време на аноксичното събитие в горна креда е бил известен само един род - Platypterygius.

В един скорошен преглед обаче бяха разгледани основните колекции в западноевропейските музеи. Този преглед откри доказателства за съществуването на четири рода ихтиозаври само няколко милиона години преди изчезването.

Тези родове заемат различни "хранителни гилдии". Това са:

• Platypterygius: висш хищник
• Sisteronia: "прободно ориентирана" храна за мека и дребна плячка
• Cetarthrosaurus, генералист
• недооценен офталмозавър: универсален хранител

Това означава, че няколко милиона години преди измирането на ихтиозаврите все още е имало разнообразие. Възможно е те да са оцелели до самото събитие на измиране.

Вярно е обаче, че броят на ихтиозаврите е намалял в сравнение с пика им. През креда те със сигурност са имали повече конкуренти, отколкото през триас, и по-неуловима плячка. Адаптивната радиация на телеостните риби е означавала, че новите им жертви са били бързо плуващи и силно уклончиви. Телеостите са включвали и бързо плуващи хищни риби, които сигурно са били конкуренти. От това, което знаем сега, океанското аноксично събитие трябва да е сложило край на последните ихтиозаври.

Ихтиозаврите и плиозаврите са заменени в морската екология от гигантските мозазаври. Мозазаврите вероятно са били ловци от засада, чиято стратегия "седи и чакай" очевидно се е оказала най-успешна.

 
Съдбата на ихтиозаврите