Владыка вод в 3D: кто и как создал первую в мире цифровую реконструкцию плиозавра

Огромная челюсть, средней длины хвост и голова как у гавиала – древняя морская рептилия сильно отличалась от своих сородичей и оказалась весьма необычной для исследователей. Давным-давно, 130 миллионов лет назад она обитала в море, простирающемся на территории современного Поволжья. Ее имя – лусхан итильский (Luskhan itilensis) – основано на монгольской мифологии и в переводе означает «Дух-хозяин Волги» или «Владыка волжских вод».


В этом году саратовские ученые первыми в мире создали 3D-модель этой рептилии. Теперь лусхан – не только один из самых хорошо изученных плиозавров, но и единственный, имеющий полную виртуальную реконструкцию. Чем еще находка удивила исследователей и как ее оцифровывали, читайте в нашем материале.


Цифровая древность

Полностью воссоздать цифровую копию плиозавра удалось международной группе палеонтологов, в которую вошли ученые Саратовского исследовательского государственного университета (СГУ).

Сам скелет рептилии обнаружили еще в 2002 году в отложениях мелового периода (145 млн – 66 млн лет назад) на берегу Волги в Ульяновской области. Из вмещающих глин извлекли почти полный скелет древнего животного, достигающий шести с половиной метров в длину. Затем последовали долгие годы препарирования и консервации ископаемых фрагментов.


Описать его удалось только шесть лет назад. Однако, как рассказал порталу наука.рф доцент кафедры общей геологии и полезных ископаемых СГУ Максим Архангельский, на тот момент информацию предоставили в ограниченном виде. Более подробное исследование было опубликовано в этом году в научном журнале Zoological Journal of the Linnean Society.

«Мы привели в новой статье огромное количество фотографий, рисунков. Благодаря тому, что скелет удивительно полно сохранился, сделали скелетную 3D-модель. Ее можно вращать как угодно и рассмотреть в высоком качестве», – отмечает ученый.

Сам процесс 3D-реконструкции оказался довольно непростым. Специалистам понадобилось виртуально достраивать недостающие части, «распрямлять» деформированные кости лусхана. Этим занимался известный российский палеоскульптор Влад Константинов. Под руководством научных консультантов он реставрировал сохранившийся фрагменты с помощью методов цифрового скульптинга и 3D-моделирования.


«Следует понимать, что плиозавр – это не динозавр. Люди, увлеченные палеонтологией, конечно, об этом знают. Но для широкой публики зачастую является открытием тот факт, что морские рептилии и летающие ящеры (птерозавры) к динозаврам не относятся. Именно этот момент и вызвал основные трудности. Поскольку я специализируюсь по большей части на динозаврах, практически весь процесс реконструкции скелета состоял для меня из сплошных открытий и сюрпризов», – делится палеоскульптор.

Каждую кость, по его словам, требовалось проработать до мельчайших деталей. Из-за редкости и малоизученности материала постоянно не хватало данных, на которые можно было бы опираться. Справиться с задачей помогли научные консультанты.

Чужой среди своих

Однако не только реконструкция, но и само исследование вызвали интерес со стороны научного сообщества. Дело в том, что о плиозаврах ранней меловой эпохи почти ничего известно не было (исследователи даже прозвали этот период «раннемеловым пробелом»). Найденный в Поволжье скелет оказался одним из самых хорошо сохранившихся в мире. Лусхан и ранее описанная махайра позволили заполнить пробелы в знаниях о раннемеловых плиозаврах.

Но на этом открытия не заканчиваются. Анатомия лусхана оказалась уникальной для плиозавров. До недавнего времени считалось, что все представители этой группы – свирепые хищники, которые охотились на крупную добычу. Однако череп лусхана по строению схож с представителями другой, неродственной им группы короткошеих плезиозавров из семейства поликотилид (Polycotylidae) – небольших и быстрых рыбоядных форм. Это говорит о неожиданном разнообразии плиозаврид и более сложном, чем предполагалось ранее, характере их эволюционной истории.

В чем же особенность плиозавров?

«Есть группа морских рептилий, она не дала никаких потомков, полностью вымерла. Называется она – плезиозавры. В юрское-меловое время они были представлены представителями двух групп: у одних была удлиненная шея и маленькая голова, например, эласмозавры и криптоклидиды. А у плиозавров наоборот – огромнейшая голова, иногда почти до трети длины тела, очень короткой шеей и огромными ластами-конечностями», – объясняет Максим Архангельский.


Одна из ярких анатомических особенностей лусхана – направленная вперед первая пара зубов верхней челюсти. Подобные черты можно встретить у ряда современных китообразных. Например, клюворылые киты используют торчащие вперед зубы во время брачных турниров между самцами. Было ли такое поведение характерно для плиозавров, науке неизвестно.

«Вообще, плиозавры были сверххищниками, – отмечает Максим Архангельский. –У них огромные кинжаловидные зубы, с помощью которых морские рептилии подавляли самую крупную добычу. Однако наш лусхан всех удивил. Судя по длинным и тонким челюстям, он был рыбоядным. Хотя от своих предков он унаследовал треугольные в сечении зубы, необходимые для разрывания добычи, но перешел к поеданию рыбы и моллюсков. Сегодня это единственный в мире плиозавр, перешедший к такой адаптации».

Томография для плиозавра

По словам ученого, реконструкцию планируют распечатать для Ундоровского палеонтологического музея в Ульяновской области, а также опубликовать на сайте для публичного доступа.


Этот проект, по мнению авторов – наглядный пример, как современные технологии позволили науке шагнуть далеко вперед. Сегодня исследователи могут взаимодействовать с образцами, не повреждая хрупкие оригиналы. Изучать детализированные 3D-сканы различных объектов, проводить их реставрацию, модификацию, создавать многочисленные копии, не прибегая к громоздким и дорогостоящим слепкам. Больше не требуются огромные мастерские и редкие материалы – все это можно делать на экране обычного монитора.

Серьезную роль в этом играют и специалисты в области палеореконструкции. Они воплощают научные данные в понятные всем наглядные визуальные формы: изображения, скульптуры, анимацию, кино. Любой желающий может заглянуть в далекий и таинственный доисторический мир, который привлекает в науку новых людей и вдохновляет ученых на протяжении всей их карьеры.

«Работа с цифровыми копиями окаменелостей – это настоящее и будущее палеонтологии. Вместо того, чтобы собирать сотни фотографий скелета с разных ракурсов, искать диаграммы и разбирать редкие научные статьи, я получаю доступ к самим окаменелостям напрямую. Так я могу, например, с высокой точностью делать реконструкцию сразу поверх настоящего скелета: наращивать на него виртуальные мышцы и другие мягкие ткани, покрывать их кожей. Получается своего рода прижизненный портрет конкретного животного с настоящей историей», – уточняет Влад Константинов.

Исследователи также намерены изучить череп лусхана изнутри с помощью компьютерной томографии. Это позволит ответить на вопросы, связанные с эволюцией и адаптацией животных, понять, как работали их органы чувств, как был устроен мозг. И речь не только о плезиозаврах. В ближайших планах – сделать 3D-копии других ископаемых животных, найденных в России. В дальнейшем это поможет сформировать о них базу данных, резюмирует Максим Архангельский.


Анна Шиховец, Дмитрий Смирнов