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

Главное, что изменилось у лагэрпетид по сравнению с эупаркерией, — это, конечно, мозг. Слепки их мозговой полости, несмотря на малые размеры, показывают, что у этих рептилий были хорошо развиты полукружные каналы костного лабиринта внутреннего уха и флоккулярные лопасти мозжечка (клочки). Последние оставили после себя флоккулярную ямку (хотя занимала она 40% высоты мозговой полости и была, скорее, ямищей — как у птерозавров). Переднее полукружье приобрело облик высокой изысканной арки. Это тоже важная особенность мозга птерозавров, поскольку именно флоккулюс и полукружные каналы отвечают за маневренность тела в полете, координируя единовременные движения глазных яблок, головы и шеи. Эта часть мозга также отслеживает повороты головы, позволяя рассчитывать угловое ускорение тела при любом его положении в трехмерном пространстве (особенно в воздухе) и сохранять равновесие. Пусть лагэрпетиды не летали, но без развития необходимых долей мозга их окрыленным потомкам отправиться в полет было бы невозможно. Если органы управления со своей задачей не справляются, то, как крылья ни расправляй, из пике уже не выйти…

Удлиненный обонятельный тракт вкупе с вынесенными далеко вперед ноздрями и развитые носовые луковицы, наоборот, связывают лагэрпетид с прочими наземными родственниками. Для тех важнее был нюх, а не зрение.

Вероятно, лагэрпетиды или даже их предки приобрели еще некоторые особенности, облегчавшие жизнь в прямом смысле. Птицам и птерозаврам, использующим наиболее энергозатратный способ передвижения — машущий полет, требуется изощренная дыхательная система. Она включает жестко закрепленные легкие; объемные воздушные мешки с многочисленными карманами, которые заходят в полые кости (чаще всего в позвонки); однонаправленный поток воздуха через легкие; эффективный перекрестноточный газообмен. Легкие тоже в ископаемом в виде сохраняются, но уж больно редко, чтобы судить о преобразовании этого органа на пути из наземных тварей в летающие. Поэтому палеонтологам полагаться нужно на наиболее крепкие части тела — на кости. Именно их срезы или микротомограммы покажут, наблюдалась ли у того или иного героя этой книги пневматизация позвонков и других скелетных элементов, т.е. обширные костные полости, которые открывались наружу через закономерно расположенные отверстия (форамены). Туда через каналы могли заходить ответвления легких — воздухоносные карманы. Скажем, у птерозавров все эти скелетные признаки имелись. Наличие тех же особенностей у завропод и хищных динозавров указывает на то, что подобная воздухоносная система могла сложиться уже у общих предков орнитодир. Приподнятое благодаря спрямлению конечностей положение таза тоже способствовало улучшению дыхательной системы: мышечная диафрагма, растянутая между ребрами и гастралиями, с одной стороны, и подвздошной и лобковой костями таза — с другой, работала как помпа и нагнетала воздух в легкие и все их ответвления.

Новая постановка конечностей и благодаря усилению дыхательной системы повышенные темпы обмена веществ превратили лагэрпетид и их предков, начиная с эупаркерии, в необычайно подвижных животных. Возможно, что они уже приобрели (или начали приобретать?) теплокровность. Говоря более научным языком, они становились эндотермными (греч. ενδον — «внутри» и θερµω — «греть», «согревать»), т.е. обогреваемыми изнутри. Тепло вырабатывалось за счет постоянного сокращения красных мышечных волокон (дрожания) и распада адениннуклеотидтранслоказы, синтезируемой митохондриями. Эти процессы согревают современных птиц и, скорее всего, были задействованы уже у их далеких предков.

Разумеется, воткнуть градусник под мышку или в какое иное место давно вымершему животному невозможно. Поэтому палеонтологи ищут признаки строения костей (реже — окаменевших мягких тканей), которые прямо или косвенно зависели от температуры тела. К таковым, к примеру, относятся особенности длинных костей: по циклическим изменениям костной ткани (не всегда!) можно определить, насколько часто рост прерывался, а по плотности и направлению расположения сосудистых каналов рассчитать темпы роста. Также к этим признакам относится диаметр самих каналов, которые вмещали кровеносные сосуды и соединительную ткань. Можно измерить температуру тела по соотношению стабильных изотопов кислорода в слагающем костную ткань фосфатном минерале (гидроксилапатите). Можно изучить форму отдельных элементов, таких как полукружные каналы костного лабиринта. Ведь они когда-то содержали эндолимфу, вязкость которой опять же зависела от естественной температуры тела. Или обратить внимание на наличие сберегающих тепло покровов (перьевого, шерстяного): без них сохранить действенную эндотермную систему — все равно что пытаться обогреть зимой все Северное полушарие, открыв форточку на жарко натопленной кухне. Да мало ли что еще в состоянии придумать пытливый ум! (А без круглосуточной работы оного в науке делать нечего.) Здесь на особенностях каждого метода останавливаться не станем. Используем их по мере надобности, т.е. в тех случаях, когда они действительно приложимы.

Подобные исследования позволяют определить у ископаемых существ темпы обмена веществ в состоянии покоя. Имеется в виду совсем не вечный покой, в котором они теперь пребывают, а периоды отдыха. У современных животных эти темпы зависят от скорости потребления кислорода в миллилитрах на грамм живого веса в час и выражаются формулой 1 мл О2/1 ч × 1 г–0,67. Аллометрическая экспонента –0,67 позволяет масштабировать площадь поверхности тела по отношению к массе для животных разного размера. Без нее никак, поскольку с увеличением массы уменьшается пропорция площади и объема, а также расход калорий на единицу этой массы. (Иначе говоря, чем вы весомее, тем дольше проживете в отсутствие еды, если на вас не позарятся изголодавшиеся соседи.) У современных эндотермных млекопитающих и особенно птиц этот показатель превышает единицу, у эктотермных (согревающихся внешним теплом) ящериц, черепах или крокодилов — сильно ниже данного значения.

Для лагэрпетид с исключительно тонкими костями, от которых обычно остаются только слепки, определить скорость метаболизма пока не удалось. Однако эупаркерия, прикорнув где-нибудь в тени гинкгофита, могла потреблять 1,4 мл О2/1 ч × 1 г–0,67. Примерно столько же, сколько серый мышиный лемур, если его оставить в покое. А это наш близкий собрат, которого эктотермным никак не назовешь. Интересно, что триасовые предки крокодилов — псевдозухии — довели данный показатель до 1,7–1,9 мл О2/1 ч × 1 г–0,67, намного превзойдя нильского крокодила (менее 0,3 мл О2/1 ч × 1 г–0,67).

Выходит, что нынешние крокодилы за время эволюции не только низко опустились (с почти выпрямленных конечностей на раскоряченные), но и сильно снизили запросы к темпам жизни. Вероятно, здесь прослеживается связь с переходом крокодиломорф к образу жизни водных засадных хищников. Это случилось в юрском периоде и совсем не помешало им стать довольно успешной группой, не единожды пережившей массовые вымирания.

Конечно, в палеогистологии все не так прямолинейно (и не только потому, что сечения трубчатых костей округлые): исходный материал «портится» и при жизни из-за