Большая перемена Ученые опровергли представления о внешности динозавров

За долгие годы издания учебников по биологии и научно-популярных книг сложилась определенная традиция изображать динозавров. Древних ящеров рисуют исполинскими кожистыми созданиями, с огромными клыками – если это хищник, и с крошечной головой, высоко сидящей на тонкой шее – если ящер был травоядным. Последние палеонтологические данные доказывают, что все было не так, и динозавры были, в буквальном смысле, мягкими и пушистыми.

Внешность

Реконструкция внешнего вида динозавров является очень непростым занятием из-за скудости сохранившихся останков. Иногда палеонтологам удается обнаружить скелеты древних ящеров практически целиком и даже с фрагментами мягких тканей. Однако гораздо чаще ученым попадаются отдельные кости или их части. Для того чтобы воссоздать облик человека или динозавра, специалистам необходимо определить, каким образом крепились к костям мышцы и сухожилия, определить примерный объем мягких тканей, разместить на полученном "полуфабрикате" хрящи и покрыть все это кожей. Чтобы проделать все эти процедуры, исследователям предварительно необходимо провести множество расчетов и определиться с наиболее вероятной гипотезой анатомического строения объекта.

Если палеонтологам посчастливится обнаружить до сих пор не найденные фрагменты костей динозавров, то они могут уточнить существующие модели их внешнего вида. Иногда вносимые поправки не сильно изменяют общую картину, но порой они заставляют ученых существенно пересмотреть взгляд на внешность древних рептилий.

Именно такая кардинальная перестройка произошла с моделью зауроподов. Эти гигантские травоядные динозавры считаются самыми крупными животными, из когда-либо обитавших на суше. Длина самых мелких представителей этой группы древних ящеров составляла около 6 метров. Протяженность рекордсменов приближалась к 60 метрам. Ученые, обнаружившие первые окаменелости зауроподов, предположили, что их гигантские тела покоились на четырех толстых ногах, а крошечная голова располагалась на вытянутой вверх тонкой шее. Благодаря своим размерам зауроподы вполне могли питаться листьями с высоких деревьев, как современные жирафы.

Для того чтобы обеспечивать нормальное кровоснабжение головы, жирафам, которые значительно уступают зауроподам в длине шеи, приходится прибегать ко множеству ухищрений. Они обзавелись очень мощным сердцем, которое создает давление, в три раза превышающее человеческое, а кровь жирафов в три раза гуще, чем у Homo sapiens. Без этих приспособлений животные немедленно погибали бы от перепада давления при подъеме или опускании головы.

У зауроподов трудностей с поддержанием кровяного давления было бы еще больше. Согласно недавним расчетам исследователей, масса сердца ящеров должна была составлять не менее пяти процентов от их массы тела (для сравнения, у человека этот показатель составляет около половины процента). Поэтому ученые пришли к выводу, что шея древних гигантов была направлена не вверх, а вперед. Именно так - горизонтально вытянутыми по линии голова-хвост - зауроподы изображены в большинстве изданий. Однако совсем недавно появилась работа, результаты которой могут вынудить палеонтологов вернуться к изначальной точке зрения на анатомию зауроподов.

Авторы нового исследования исходили из предположения, что колоссальные ящеры были "устроены" так же, как и остальные животные, передвигающиеся на четырех конечностях. В ходе эволюции они приобрели именно те черты, которые обеспечивают наилучшую приспособленность к наземному образу жизни. Никаких оснований предполагать, что зауроподы стали исключением, у ученых нет. Анализ строения скелета большого количества позвоночных, в число которых входили кошки, кролики, черепахи и крокодилы, показал, что их шея имеет характерный S-образный изгиб, который направлен вверх. Исследователи заключили, что и зауроподы, вероятнее всего, держали шею в вертикальном положении.

Новые данные изменили представления не только о травоядных ящерах. Хищные динозавры также оказались не совсем такими, как принято было считать. Рассматривая картинки с изображением огромных двуногих теропод - подотряда ящеротазовых динозавров, к которому относится и знаменитый Tyrannosaurus rex, - многие обращали внимание на их передние конечности. Судя по этим рисункам, крошечные лапки хищников беспомощно болтались ладонями вниз где-то на уровне груди.

Детальный анализ анатомии передних конечностей теропод показал, что, несмотря на непрезентабельный внешний вид, они были очень сильными. Ученые выдвигали несколько гипотез, объясняющих функцию передних лап. Большинство сходилось на том, что, скорее всего, с их помощью хищники удерживали пойманную жертву для большего удобства "обработки" челюстями. Авторы одной из недавних работ предположили, что слегка нелепые конечности теропод были недоразвитыми крыльями. Исходя из анализа окаменевших следов, ученые заключили, что ладони передних лап смотрели не вниз, а друг на друга.

Выводы исследователей передвигают начало эволюции двуногих хищников в птиц. До сих пор считалось, что характерные анатомические черты начали появляться у теропод в конце юрского периода (чуть раньше, чем 145 миллионов лет назад). Новые данные смещают это событие на 45 миллионов лет назад, в самое начало юры.

Что получилось в ходе эволюции рептилий в птиц, можно наблюдать каждый день. Внешность крылатых динозавров исследователям не столь очевидна. Долгое время палеонтологи полагали, что крылья птерозавров являются гладкими и кожистыми и напоминают крылья современных летучих мышей. В конце сентября 2009 года группа исследователей предъявила научному сообществу доказательства, что это представление неверно.

Авторы новой работы изучали прекрасно сохранившиеся останки крылатых ящеров, обнаруженные во Внутренней Монголии. На костях рептилий мелового периода остались даже куски мягких тканей. Их анализ показал, что шкура птерозавров была покрыта тонкими волосками, утолщавшимися ближе к поверхности тела ящера. На данный момент не ясно, походили ли они на шерсть млекопитающих, или напоминали протоперья некоторых динозавров. Какую функцию выполняли волоски - пока неясно.

Привычки

Образ жизни динозавров восстановить еще сложнее, чем внешний вид. Ученые судят о месте обитания, способах питания, размножения и месте в экосистеме во многом на основании предположительной внешности ящеров. Соответственно, по мере уточнения или отказа от тех или иных представлений меняются и выводы исследователей об экологии древних ящеров.

Так, совсем недавно группа токийских палеонтологов заявила, что птерозавры, считающиеся грозой мезозойского неба, летали весьма посредственно. Ученые проанализировали способ полета нескольких видов птиц и определили максимально возможную массу тела, при которой птица способно эффективно передвигаться в воздухе. Согласно расчетам авторов, птерозавры были приблизительно в шесть раз тяжелее критического предела (масса этих ящеров могла достигать 250 килограммов).

С другой стороны, избыточную массу тела птерозавры могли компенсировать за счет особой системы дыхания. Группа палеонтологов из США и Великобритании исследовала кости летающих ящеров при помощи компьютерной томографии и рентгена. Ученые обнаружили в них характерные полости. У современных птиц в полостях находятся воздушные мешки - органы, куда попадает часть вдыхаемого воздуха. Наличие воздушных мешков позволяет обогащенному кислородом воздуху проходить через легкие как на вдохе, так и на выдохе.

Недавние данные показывают, что еще одна характеристика динозавров была оценена неверно. Страшный хищник T. rex, возможно, был совсем не таким грозным и предпочитал охотиться не на взрослых травоядных гигантов, а на беззащитный молодняк. Такой вывод ученые сделали на основе анализа костей травоядных ящеров, обнаруженных палеонтологами к настоящему моменту. Найденные окаменелости крайне редко свидетельствовали, что ящер был убит и "разделан" хищником. Зато полупереваренных костей молодых травоядных динозавров и их эмбрионов было найдено немало.

Другие хищники конца мелового периода также отличались нетипичным поведением. Небольшие, но тем не менее опасные велоцерапторы любили поджидать свои жертвы, затаившись на ветках деревьев. Такое заключение стало итогом работы по моделированию биомеханики когтей древних хищников.

Помимо деревьев, древние ящеры освоили еще одну экологическую нишу - норы. Причем динозавры рыли их сами и переживали под землей суровые условия. Норы были найдены в Австралии и Северной Америке. Во времена динозавров эти территории располагались на более высоких широтах, чем сейчас, так как континенты в их современном виде еще не сформировались. В холодные периоды температура по ночам опускалась ниже нуля, и динозаврам было необходимо укрытие. Еще некоторые данные, собранные за последние годы, заставляют предполагать, что древние рептилии были значительно более морозоустойчивыми, чем принято думать.

Несоответствия между традиционными представлениями о динозаврах и новыми фактическими данными можно перечислять еще очень долго. Можно упомянуть, что обоняние динозавров было сравнимо с нюхом ищеек, что яйца некоторых из древних гигантов высиживали самцы, а динозавры-"подростки" собирались в банды и самостоятельно добывали себе пропитание.

По мере накопления и проверки новых фактов авторам учебников придется заказывать новые картинки и переписывать старые тексты. Так что, у следующего поколения детей будут совершенно иные представления о динозаврах, чем у нас. А что на самом деле происходило на Земле в эпоху гигантских ящеров, мы, скорее всего, вообще никогда не узнаем.