Как полетели динозавры: ящеры-квадрокоптеры, обратные птицы и их потомки - Андрей Юрьевич Журавлёв

Метод редких изотопных мостиков позволяет измерить температуру тела завропод почти напрямую — по доле 13С–18О мостиков в фосфате зубов. (Такие мостики образуются тем чаще, чем выше температура, при которой растет кристалл фосфата кальция, независимо от содержания изотопа 18О в воде, выпитой из речки или лужи.) Получается, что завроподы нагревались до 32–38 ºС в зависимости от собственного размера. Если бы тело не охлаждалось, температура достигала бы 48 ºС — значит, механизм рассеивания тепла через шею и хвост работал. Поскольку нагретый телом динозавра воздух разуплотнялся и устремлялся вверх, в солнечных лучах гиганты могли показаться дымящими (почти как «Жираф в огне» Сальвадора Дали).

На охлаждение массивной туши работали и другие системы органов. Та самая сетка сосудов, проступавшая в лицевой части черепа, предназначалась для охлаждения мозга. Пусть то был маленький орган, но все равно важный. Верхнечелюстные кровеносные сосуды выходили из небольшого отверстия, расположенного кпереди от предглазничного окна, на уплощенное рыло и ветвились, образуя противоточную сеть плотно прилегающих друг к другу артерий и вен (рис. 7.4). Так артериальная кровь отдавала тепло прохладной венозной. Крупные сосуды проходили через мясистый нос, мягкое нёбо и впадали друг в друга — т.е. сосудистая система была коллатеральной, со многими дублирующими путями. Она продолжала неустанно перегонять кровь даже в случае повреждения какого-то из кровотоков.

Кости с углублениями и объемные воздушные мешки не только вес ящера существенно облегчали — они служили «тепловыми форточками», рассеивая избыточное тепло внутренних органов, особенно сердца. Оставалось только загнать кровь в длинные артерии шеи и не пострадать при этом от гипертонии. Ведь, рассуждая логически и зная, что нормальное кровяное давление у человека составляет 120 мм рт. ст., а у жирафа — 280 мм рт. ст., можно предположить, что у жираффатитана и прочих титанозавров тонометр показал бы 680 тех же единиц. При меньшем давлении ящеры, наверное, жаловались на головокружение, тошноту (а при такой шее страшно представить, что бы при этом случилось) и на работу не выходили…

Вполне вероятно, что четырехкамерное сердце (как у крокодилов или птиц), благодаря системе клапанов, снижало кровяное давление в легких и одновременно повышало его в сосудистой системе остальных органов, включая неимоверно длинную шею. Для диплодока и его соплеменников, ходивших с головой на уровне плеч, этого было вполне достаточно. Однако для титанозавров, устремленных ввысь, чтобы обеспечить верхнее артериальное давление на нужной высоте, понадобилось бы сердце весом 200 кг или целый перегонный аппарат из нескольких сердец в ряд, в том числе в области шеи. И то и другое физически маловероятно. Загнать кровь к мозгу можно было и менее кардинальным путем: скажем, повысить вязкость крови и количество красных кровяных телец, переносящих большие объемы кислорода. Тогда тот же жираффатитан уподобился бы настоящему жирафу. Да, риск застойных и отечных явлений в конечностях при этом повышается, но их можно избежать с помощью упругой подушки стопы (она-то точно имелась!), выталкивающей основную жидкость тела вверх по венам. Еще могли помочь эластичная кожа конечностей, игравшая роль компрессионных гольфов (поэтому-то чешуя завропод была исключительно мелкой), усиленная оболочка венозных сосудов из мышечной и соединительной тканей, сужение периферических сосудов и низкая проницаемость капилляров для плазменных белков. (Все это по отдельности имеется у разных современных крупных млекопитающих.)

У некоторых завропод работе сердца могли помочь и шейные ребра, вытянувшиеся на длину трех позвонков, т.е. на 1,8 м (рис. 7.9). На ходу вся шейная конструкция плавно покачивалась и слабо окостеневшие уплощенные ребра сходились и расходились, словно плоская пружина, гася инерционную волну, что возникала от движения шеи. Одновременно эти упругие полуобручи ритмично стискивали мышечную оболочку сонной артерии, облегчая работу сердца. Значит, и объем этого органа можно было уменьшить.

Борьбой с перегревом объясняется и смещенное кверху положение носовых отверстий в черепе. Вниз от них, вероятно, тянулись мясистые ноздри, выстланные кавернозной тканью, опять же служившей для интенсивного теплообмена со средой. (А ведь как только макушечное положение этих важных дырок не пытались объяснить: завроподы через них дышали, будучи под водой, или свистели, как чайник от перегрева.) Ничего удивительного в этом нет: у крокодилов и птиц мясистые ноздри точно так же открываются спереди и даже несколько снизу от соответствующих черепных прободений.

Рис. 7.9. Деталь скелета завроподы мамэньсизавра (Mamenchisaurus hochuanensis), выделяются длинные прутовидные шейные ребра, полная длина шеи 14 м; позднеюрская эпоха (178–165 млн лет); пров. Сычуань, Китай (Нанкинский музей палеонтологии)

Еще одним способом избежать перегрева был сам образ жизни: завроподы чаще паслись в сумерках, чем днем. (Так, к примеру, поступают индийские слоны.) Это можно определить по размерам кольца склеротикальных окостенений. Внешний и внутренний диаметры этого кольца у диплодока (6,3 и 3,3 см, соответственно) приближались к таковым у большеглазых животных с размером зрачка почти как у эму (3,5 см), способного прекрасно видеть при разных условиях освещенности. Широко распахнутые глаза вообще выдают животное с повышенной остротой и чувствительностью зрения.

Однако при такой длине шеи (6,4 м), а значит, и трахеи грудные мышцы диплодока, казалось бы, просто не могли помочь легким втянуть воздух. Эта проблема была преодолена благодаря птичьему строению шейных, спинных и даже передних хвостовых позвонков и отчасти ребер, где размещались полости, связанные с воздушными мешками. Шейные, спинные, крестцовые и первые полтора десятка наиболее крупных хвостовых позвонков (т.е. 64% из всех этих элементов), а также ребра несли воздухоносные пазухи. Все они вместе составляли 15% объема тела диплодока. Причем по мере превращения 6-метрового «малыша» в 26-метровую особь размеры этих полостей существенно возрастали, облегчая динозавра на 1500 кг (с учетом легких и трахеи — на все 3000 кг).

Судя по полым позвонкам, расположение воздушных мешков у завропод не отличалось от такового у птиц. Выходит, и дышали они как «птицы небесные». На вдохе воздух через трахею и парабронхи устремлялся в шейные и брюшные мешки, связанные с полостями шейных, крестцовых и передних хвостовых позвонков. Затем эти мешки сжимались, и он перетекал в легкие. На следующем «вдохе» ящер переправлял то, что там накопилось, в ключичные и грудные мешки, сообщавшиеся с грудными позвонками и, возможно, с ребрами. Свой глоток относительно свежего воздуха