Перья, кровь и миллионы лет. Полная история динозавров - Райли Блэк

млекопитающих, таких как слоны, жирафы и носороги. Несмотря на их разное эволюционное прошлое, эти крупные млекопитающие обычно производят на свет одного детеныша, который вынашивается матерью продолжительное время. У слонов беременность длится до двух лет – это огромное вложение сил и времени в одного-единственного детеныша. Даже после родов детеныши требуют массу внимания, заботы и особенно молока – богатой белками жидкости, производство которой невероятно истощает организм самок млекопитающих. Чтобы сравниться с завроподами в размерах, млекопитающим пришлось бы вскармливать свое потомство на протяжении еще более долгого времени, рожать более крупных детенышей, которые бы требовали еще больше родительской опеки, – и этот процесс пришлось бы повторять снова и снова. А чем дольше длится беременность у млекопитающих, тем больше шансов, что что-то пойдет не так либо с самой матерью, либо с эмбрионом. Другими словами, вынашивание потомства внутри организма требует множества особых биологических изменений, что фактически накладывает ограничение на размеры, которых может достичь наземное млекопитающее. Более крупные звери требовали бы более длительных сроков беременности и материнской опеки, из-за этого такие виды более уязвимы к резкому сокращению популяции и вымиранию. У динозавров не было таких ограничений. Более того, палеонтологи подсчитали, что линии по-настоящему гигантских завропод возникали в эволюции независимо друг от друга как минимум 36 раз в течение периода, длившегося более 180 миллионов лет. По-видимому, для завропод не было проблемой вырасти до огромных размеров.

Илл. 27. Шеи завропод даже в сравнении с другими длинношеими существами достигали экстремальной длины. Воздушные мешки в шейных позвонках позволяли костям оставаться относительно легкими, что и открыло динозаврам возможность достичь такой длины

Но яйца – это только часть успеха. Все тело завропод свидетельствует о необычных изменениях, необходимых не только для достижения гигантских размеров, но и для поддержания веса в десятки тонн. Еще один их секрет кроется в черте, которую они делили с хищными тероподами, чьими жертвами часто становились, – воздушные мешки.

Одна из ключевых характеристик, объединяющих ящеротазовых динозавров, – это наличие воздушных мешков, связанных с их дыхательной системой. Доказательства их существования можно увидеть по углублениям и полостям внутри костей. Особенно показательны в этом отношении шейные позвонки завропод: они часто настолько испещрены характерными впадинами и пустотами, что строение позвонка используют как признак для различения видов. В научных терминах это явление называют пневматичностью – проникновение связанных с дыхательной системой воздушных мешков в костную ткань с образованием полостей. Взглянем, к примеру, на шейные позвонки классического юрского завропода апатозавра. Анатомическое строение его шеи выглядит чрезвычайно сложно: тонкие костные отростки и крыловидные выступы окружают цилиндрическое тело позвонка – вся эта конструкция и формирует шейный позвонок. При изучении внутренней структуры костей палеонтологи обнаружили пустоты и полости, в которых когда-то находился воздух. Мы знаем это, потому что похожее строение с воздушными камерами встречается у птиц. Эти воздушные пространства предоставляют целый ряд преимуществ, которые и сделали возможным появление сверхкрупных динозавров.

Отчасти из-за этих воздушных мешков завроподы, как и их родственники-птицы, дышали иначе, чем мы. Когда мы, млекопитающие, дышим, то глубокий вдох наполняет легкие насыщенным кислородом воздухом, а выдох по тому же пути выталкивает отработанный, бедный кислородом воздух. Но у завропод, птиц и других динозавров поступающий воздух движется однонаправленно – новые порции воздуха проталкивают предыдущие через систему внутренних воздушных каналов. Большая площадь поверхности воздушных мешков и однонаправленность вентиляции позволяет животным извлечь больше кислорода из воздуха, что делает их дыхание более эффективным. Это одна из причин, по которым птицы могут летать на больших высотах, а завроподы могли получить необходимый для поддержания их огромного тела кислород. Эта же особенность дыхательной системы, вероятно, помогала завроподам избегать перегрева. Рептилии не потеют, но циркулирующий по телу воздух поглощал бы излишки тепла и выводил их наружу. Учитывая, что чем крупнее животное, тем сложнее ему справляться с избыточным теплом из-за того, что объем тела непропорционально большой в сравнении с площадью поверхности кожи, такая «система охлаждения» была просто необходима. И конечно, замена костной ткани воздушными пространствами сделала скелет завропод относительно легким без потери прочности. И хотя кажется глупым называть животное длиной 30 метров и весом 40 тонн вроде суперзавра «легким», факт в том, что млекопитающие с тем же телосложением, но без воздушных мешков в скелете было бы куда тяжелее, и ему потребовались бы дополнительные мышцы для передвижения.

Но один из самых важных секретов гигантизма завроподов все это время был незамеченным прямо у нас перед глазами. Базовая конструкция их тела – крошечная голова с примитивными зубами, длинная шея и массивное туловище, уравновешенное длинным хвостом, – сама по себе позволяла им достигать таких размеров.

И снова вернемся к сравнению с млекопитающими. Крупные травоядные млекопитающие прошлого и настоящего – говорим мы о гигантских вымерших носорогах вроде парацератерия или о современных жирафах – обладают сложным устройством зубов и мощными жевательными мышцами, которые позволяют пережевывать растения в кашицу. Процесс жевания требует, чтобы зубы смыкались друг с другом, мышцы были способны осуществлять повторяющиеся движения, а крепкие шейные мышцы могли удерживать эту тяжелую конструкцию из зубов и мускулатуры. Травоядные млекопитающие могут тщательно перерабатывать пищу перед глотанием, потому что в их анатомическом строении все эти условия сходятся вместе. У завропод было нечто иное. Динозавр, подобный брахиозавру, проглатывал доступные ему растения целиком. Весь процесс измельчения пищи происходил внутри, между желудком и кишечным трактом. Длинные шеи позволяли этим динозаврам стоять на одном месте, объедая все доступное и набивая тело непережеванными растениями, которые их тела затем перерабатывали. Небольшие легкие головы позволяли их шеям вырастать длинными, но все кости, мышцы и другие ткани шеи приходилось уравновешивать хвостами, которые были столь же длинными, если не длиннее. Завроподы эволюционировали в «живые комбайны» – они максимально использовали свои возможности по захвату и поглощению пищи, вместо того чтобы останавливаться для жевания. Молодые завроподы в связи с необходимостью быстрого роста имели более строгие потребности в питании – они набирали за год около 450 кг, – но общая схема питания оставалась той же. Крупнейшие динозавры потребляли пищу в невероятных масштабах, а их тела были адаптированы для добычи растительности вблизи и вдали, на земле и на деревьях.

Однако яйца, воздушные мешки и крошечные головы на длинных шеях помогают объяснить только то, что позволило завроподам вырасти гораздо крупнее млекопитающих. Однако мы до сих пор не понимаем, почему их виды десятки раз независимо друг от друга становились гигантами. Получить однозначный ответ сложно именно потому, что гигантизм развивался у завропод неоднократно. Даже в