Динозавры

Различные группы динозавров сильно различались по размерам тела. Длина их тела составляла от 20 см до 30-60 м. Одни (хищные динозавры, орнитоподы) передвигались на двух ногах, другие (стегозавры, рогатые динозавры) — на четырех. Всего насчитывают около тысячи видов, относящихся к двум отрядам: ящеротазовые динозавры (апатозавры, диплодоки) и птицетазовые динозавры (игуанодонты, утконосые динозавры, стегозавры, зауролофы). Древнейшие динозавры были сухопутными хищниками. Затем появились растительноядные, некоторые из них перешли к жизни в воде. Динозавры — руководящие ископаемые.

Как и все архозавры, динозавры имели диапсидный тип черепа с двумя, а не с одним, как у других пресмыкающихся, височными впадинами позади глазницы. Это делало череп более легким, освобождало место для развития более мощной челюстной мускулатуры, способствовало большей подвижности и более совершенному действию челюстей при питании. Кроме того, эти изменения в строении височной области черепа содействовали совершенствованию слухового аппарата.

Другой характерной чертой, свойственной динозаврам, было строение тазового пояса и постановка конечностей, обеспечивавшие бо́льшую подвижность животных. В отличие от других архозавров и большинства рептилий, задние ноги динозавров были выпрямлены и при ходьбе двигались в вертикальной плоскости, как у птиц и млекопитающих. Большинство же других рептилий (например, крокодилы, ящерицы, черепахи) имеет широко расставленные в стороны лапы. В тазовом поясе динозавров был сложнее устроенный крестец из пяти сросшихся позвонков и прободенная вертлужная впадина, куда входила головка бедренной кости. Эти анатомические особенности сделали динозавров самыми подвижными из сухопутных обитателями мезозоя.

Одной из удивительных особенностей некоторых крупных растительноядных динозавров как ящеротазовых (диплодоки, брахиозавры), так и птицетазовых (стегозавры, анкилозавры), особенностью, не имевшейся ни у каких других животных, было наличие второго мозга (это нашло свое отражение в родовом названии одного из них: «диплодок» в переводе с греческого означает «двудум»). Дело в том, что объем мозга внутри сросшихся крестцовых позвонков тазового пояса в 10—100 раз превышал объем головного мозга. Возникает вопрос, какой мозг, задний или передний, был главным? Полагают, что задний мозг координировал работу конечностей, передний — пищевую активность и органы чувств. Такая «децентрализация» функций мозга, как считают некоторые исследователи, была одной из причин вымирания динозавров в конце мелового периода.

В связи с особенностями своей анатомии (массивные задние конечности, огромное тело и рудиментарные передние «ручки») гигантские хищные динозавры сталкивались и с другой серьезной проблемой: в случае падения они не были способны вновь подняться на ноги, так как не могли ни опереться на слабые передние конечности, ни подсунуть под тяжелое тело задние ноги. Налицо явная нескореллированность строения: приспособление к быстрому бегу и неспособность подняться при неизбежном падении при таком способе движения.

Динозавры были двуполыми, однако ученые до сих пор не знают достоверно, чем отличались самцы от самок. Предполагается, что у рогатых динозавров самцы имели более длинные и массивные рога, которые могли использоваться в качестве турнирного оружия для утверждения мужского достоинства. У утконосых динозавров, обладавших гребнем на голове, самцы имели более длинный гребень, как в случае с некоторыми современным птицами, например, курами. Предполагается даже, что некоторые формы, различающиеся по таким морфологическим признакам и величине и описанные как разные виды и роды, представляют собой самцов и самок, принадлежавших к одному биологическому виду. Некоторые из динозавров вели стадный, кочевой образ жизни. Растительноядным, в том числе и гигантским, так было проще защищаться от врагов, хищным же было легче расправляться с добычей.

Динозавры

По строению тазовых костей надотряд динозавров в систематическом отношении разделяется на два отряда: ящеротазовых (Saurischia) и птицетазовых (Ornitischia). Различия между ними следующие: в состав таза у четвероногих животных входят три пары костей — лобковая, подвздошная и седалищная. У ящеротазовых динозавров подвздошные кости направлены вверх, где они соединяются с крестцом, седалищные — вниз и назад, а лобковые направлены вперед и вниз. У птицетазовых динозавров седалищные и подвздошные кости устроены так же, а лобковые кости имеют две ветви, направленные в разные стороны: одна вперед, а вторая назад, параллельно седалищным костям. Значение этих различий не ясно. Среди обеих групп имеются как четвероногие формы, так и двуногие, однако именно по этим особенностям определяется принадлежность динозавров к той или другой группе, независимо от их размеров, способа передвижения и питания.

Более объяснимы различия между группами в строении челюстей и зубов и связанные с этим различия в питании. У ящеротазовых динозавров зубы располагаются по краю челюсти в один ряд, который доходит до конца морды. Каждый зуб конической или долотообразной формы сидит в отдельной ячейке. У птицетазовых динозавров в передней части нижней челюсти располагалась лишенная зубов предзубная кость, часто отсутствовали передние зубы и в верхней челюсти. У многих птицетазовых был роговой клюв, как у черепах. Кроме того, боковые зубы были отодвинуты внутрь от края челюсти и их расположение было многорядным. Такое смещение зубов связано с тем, что челюсти покрывались мясистыми щеками. Это давало возможность удерживать пищу во рту во время пережевывания. Ящеротазовые динозавры не жевали. Все птицетазовые были растительноядными, среди ящеротазовых были как растительноядные, так и хищники.

Всего к настоящему времени из мезозойских отложений описано более 500 родов динозавров и более 1000 видов со всех континентов. На Азиатском континенте, включая Индию, найдено более 170 родов, в Северной Америке — более 160, в Европе — свыше 100, в Африке — около 60, в Южной Америки — более 40 родов, в Австралии — 15, три находки остатков динозавров сделаны в Антарктиде. Это составляет, вероятно, менее трети всех когда-то обитавших на Земле динозавров, многие еще просто не найдены, и ежегодно список пополняется новыми находками.

В отличие от распространенного мнения, далеко не все динозавры имели огромные размеры и поражающий воображение облик. Были среди них и маленькие — около метра вместе с хвостом (например, юрские пситтакозавры и фаброзавры или сальтопус из триаса Шотландии величиной с котенка). Известны находки не только черепов и скелетов ископаемых динозавров, но также оставленных ими отпечатков лап и целых цепочек следов, окаменевших мумифицированных трупов с сохранившимся кожным покровом, а также яиц и кладок яиц. Способы кладки яиц и отношение к потомству у различных групп динозавров были различны. Ящеротазовые динозавры откладывали одиночные яйца. Иногда их находят расположенными цепочкой по одной линии. Из этого сделали вывод, что самки откладывали их на ходу, не заботясь об их дальнейшей судьбе. У гигантских ящеротазовых динозавров зауропод были круглые яйца диаметром до 25 см, а у хищных карнозавров — до 50 см. Птицетазовые динозавры строили гнезда. У рогатых динозавров (цератопсов) продолговатые яйца размером до 15 см укладывались в несколько ярусов по кругу. У утконосых динозавров (гадрозавров) гнезда с десятками яиц часто располагались недалеко одно от другого. По-видимому, у них, как и у многих птиц, существовали определенные места гнездования, как бы «динозавровые базары». Так животные могли совместно охранять свое потомство от хищников, специализировавшихся на поедании яиц, которых было немало и среди самих динозавров (например, овирапторы).

Как и все рептилии, динозавры, будучи холоднокровными животными, не насиживали яиц, инкубация происходила за счет солнечного тепла. Однако, в ряде случаев обнаружены кладки, которые были засыпаны растительным материалом. Предполагают, что инкубация яиц происходила здесь за счет тепла от разлагающихся растений, как в гнездах современных австралийских сорных кур. Известны находки яиц, внутри которых сохранились остатки невылупившихся эмбрионов.

Разнообразие строения динозавров обусловлено приспособлением их к разным условиям существования. По особенностям строения черепа, зубов, устройству конечностей можно многое сказать о способах и скорости передвижения, о питании, развитии органов чувств, «умственных способностях» и других чертах биологии. Различные группы растительноядных динозавров специализировались на поедании растительности на разной высоте от земли. Травой и листьями на высоте не более метра питались не только не очень крупные цератопсы и бронированные анкилозавры, но и такие гиганты, как стегозавры, длиной до 20 м, и 40-метровые диплодоки. Несмотря на свои размеры и длинную, более 10 метров, шею, диплодоки, судя по строению шейных позвонков, не могли высоко поднимать голову и собирали растения с поверхности земли или воды. Можно себе представить, сколько должны были проходить эти гиганты, чтобы прокормить свое 100-тонное тело. Их родственники и похожие на них брахиозавры были способны вытягивать шею на высоту до 15 м и питались, скорее всего, верхушечными побегами и плодами пальм, цикадовых, гинкговых. Долотообразные зубы этих динозавров не были приспособлены для пережевывания. Растительноядные птицетазовые — орнитоподы гипсилофодонты и игуанодонты — передвигались на задних лапах и могли объедать листья, побеги и плоды на высоте до 4 м. Зубы у них, количество которых достигало 10000, располагались батареями в несколько рядов и служили для перетирание жестких веток и плодов. Стиравшиеся ряды зубов заменялись новыми.

Их родственники, гадрозавры, или утконосые динозавры, жившие в позднемеловую эпоху, перешли к околоводному образу жизни вблизи водоемов. Они питались мягкой прибрежной и подводной растительностью и, вероятно, водными беспозвоночными животными (моллюсками, червями), мальками рыб. Передняя часть морды у них была лишена зубов и расширялась как утиный клюв, откуда и пошло их название. У рогатых динозавров протоцератопсов был острый, загнутый вниз клюв на верхней челюсти, как у черепах, Возможно, им они могли подрывать корни растений.

Среди растительноядных динозавров зауропод были самые крупные из когда-либо существовавших наземных животных — диплодоки, гигантозавры и брахиозавры. Их длина достигала 35-40 метров, а вес — 100-130 тонн. Трудно представить, как животные не были раздавлены собственным весом и могли передвигаться по суше. Предполагают, что они большую часть времени проводили в воде (как современные бегемоты, но с длинной шеей и маленькой головой), выходя на сушу только для того, чтобы отложить яйца.

Поэтому часто на реконструкциях мезозойской жизни показаны брахиозавры (бронтозавры), стоящие «по шейку» в воде. Однако последние исследования показали, что строение тазового пояса, узкого у этих животных, не соответствует водному образу жизни. Водные животные, подобные бегемоту, имеют широкий тазовый пояс и иначе устроенный позвоночный столб. Скорее всего, эти чудовищные по размеру и весу рептилии обитали на суше. Были они чрезвычайно медлительными, но даже их размеры не спасали от нападения хищников. И среди хищников были гиганты подстать им.

Все хищные динозавры (тероподы, или звероногие) ходили, а вернее, бегали на двух задних лапах. Это уже само по себе давало им преимущества перед четвероногими поедателями растений. Они имели длинный и гибкий хвост, который служил противовесом массивной передней части туловища и балансиром при ходьбе и беге. Мощные задние лапы опирались на три пальца, как у птиц, вооруженные когтями. Передние конечности были несоизмеримо малы в сравнении с задними и с массивным туловищем. На них было 3, 2 или даже 1 недоразвитый палец. Череп крупный с вытянутой сжатой с боков мордой, челюсти вооружены остроконечными, разной высоты зубами, хотя некоторые некрупные, быстрые, похожие на страусов динозавры могли не иметь зубов. Большинство хищных динозавров имело сравнительно небольшие размеры: порядка 2-4 м вместе с хвостом. Но особо знаменитыми стали гиганты — тираннозавр и гиганотозавр, самые крупные хищники, когда-либо существовавшие на Земле. Их длина вместе с хвостом достигала 12-15 м, высота — 4 м, весили они 5-8 тонн, а длина черепа составляла 1, 5-2 м. Их жертвами, несомненно, были самые крупные из растительноядных динозавров. Мелких с высоты своего роста они могли просто не замечать. На них охотились представители других групп динозавров, имевшие не такие устрашающие размеры, но не менее удивительный облик.

Особый интерес среди них представляют быстро бегающие, проворные и сообразительные орнитомимы, пресмыкающиеся, которые первыми попытались научиться летать. Это были легкие ящерицы, бегавшие на длинных ногах, и более крупные и массивные страусоподобные птицеобразные рептилии, достигавшие 5-6 метров в высоту, как, например, орнитомимус. По скорости бега (не менее 45 км в час) они не уступали современным страусам, а может быть, и превосходили их. Так же, как и у птиц, у них были облегченные полые кости. Многие были покрыты не чешуей, а перьями (протархеоптерикс, каудиптерикс, авимимус и др.). Самые длинные перья были на хвосте и на передних конечностях, которые напоминали крылья. Перья выполняли двоякую функцию: помогали балансировать и удерживать равновесие при быстром беге и резких поворотах и сохраняли тепло. Как известно, пресмыкающиеся — животные холоднокровные и при быстром движении могли переохладиться. Охотились они, по-видимому, стаями, могли нападать и на более крупных, чем они сами, животных, а кроме того, могли питаться листьями и плодами, яйцами, мелкими рептилиями и даже уже существовавшими млекопитающими (которые достигали в то время величины крысы), т. е. по существу были всеядными.

Вымирание динозавров — одна из наиболее загадочных страниц в истории жизни на нашей планете. На протяжении многих миллионов лет динозавры были истинными хозяевами суши, занимали верхние этажи экологической пирамиды. Среди них были животные, самые крупные из существовавших на земле: титанозавры, брахиозавры, диплодоки; самые крупные хищники: тираннозавры, тарбозавры, гиганотозавры. От триаса до позднего мелового периода разнообразие динозавров возрастало. Казалось, ничто не предвещало их бесследного исчезновения. Но в конце мелового периода вся процветавшая группа хозяев планеты вымерла. Существует много гипотез относительно причин этого явления. В целом их можно разделить на две группы: гипотезы, объясняющие вымирание внешними, в том числе внеземными причинами, и гипотезы, связывающие вымирание с внутренними, биологическими факторами.

Из гипотез первой группы в последние годы наиболее популярной и обоснованной является так называемая «импактная гипотеза», по которой в конце мелового периода (65 млн лет назад) произошла крупнейшая перестройка всей наземной и морской биоты, непосредственной причиной которой было падение на Землю крупного метеорита или астероида. Фактическим материальным обоснованием этой гипотезы являются реальные свидетельства геологической летописи: во многих районах мира в морских и в континентальных осадочных отложениях был обнаружен небольшой слой глин с необычно высоким для земных пород содержанием элементов платиновой группы, в частности, иридия. Такое содержание этого редкого в земной коре, но широко распространенного в метеоритах элемента, как полагают, могло образоваться только в том случае, если осадки, из которых образовался глинистый слой, были «разбавлены» большим количеством метеоритного материала. Временной уровень этого слоя точно совпадает со временем, когда исчезли последние динозавры, а также другие группы наземных и морских животных и растений. С этого момента геологи ведут отсчет кайнозойской эры.

Падение метеорита привело к тому, что на Земле наступили темнота и холод. Поднявшаяся пыль на несколько лет сделала атмосферу практически непрозрачной для солнечных лучей. Резко сократилась фотосинтезирующая активность зеленых растений, которые являются начальным звеном пищевой пирамиды. Далее, как по цепочке, происходило вымирание различных групп морских и наземных организмов.

В это время вымерли такие процветавшие в мезозое морские животные, как аммониты, белемниты, ихтиозавры и многие, многие другие. Не явились исключением и динозавры. Позже, в палеогеновом периоде, их место заняли млекопитающие, которые уже существовали бок о бок с динозаврами на протяжении длительного времени, но только после исчезновения динозавров получили возможность выйти на «мировую арену».

Однако далеко не все специалисты палеонтологи и геологи разделяют эту точку зрения, хотя никто не сомневается в том, что на границе мела и палеогена земная жизнь испытала глубочайший кризис, вымирание динозавров было только одним из его проявлений. Вызван же этот кризис был, как полагают, чисто земными причинами, связанными с закономерностями развития жизни и биосферы Земли в целом. Он не был первым и не был самым сильным и самым катастрофическим, подобные кризисы случались в истории нашей планеты и раньше. Жизнь на Земле — это не просто собрание одновременно живущих животных и растений, а сложная саморегулирующаяся система. Ее состояние, стабильное или неустойчивое, зависит не только и, возможно, не столько от внешних факторов и воздействий, сколько от саморазвития и взаимодействия отдельных элементов этой системы: групп входящих в нее организмов, животных и растительных, изменения их отношений друг с другом и со средой обитания и т. д. Саморазвитие системы и отдельных ее составляющих может и, как полагают, должно приводить к ее внутренней несбалансированности и вызывать ее резкие изменения, вплоть до разрушения прежних связей, и последующее возобновление, но уже на качественно новом уровне. Специальные исследования показали, что в случае позднемелового кризиса вымирание как динозавров, так и других организмов не было одновременным и внезапным, а происходило на протяжении десятков миллионов лет. Кризисное событие 65 млн лет назад поставило в этом процессе только последнюю точку.

Что же касается собственно динозавров, то можно перечислить несколько чисто биологических и биосферных моментов, свидетельствующих о внутренней несбалансированности строения и анатомии самих животных и их отношения к среде обитания. Выше уже упоминалось о «двумозговости» гигантских растительноядных динозавров, об анатомическом конфликте в строении двуногих хищных динозавров. Можно обратить внимание и на более общий фактор: в середине мелового периода произошла крупнейшая в истории Земли перестройка растительного покрова планеты: появились покрытосеменные (цветковые) растения, трава, все большее распространение получали злаки. Для растительноядных животных, питавшихся более примитивными растениями, при переходе на другую диету требовалась существенная перестройка всей ферментативной системы пищеварения. Возможно, они не смогли преодолеть такой чисто физиологический конфликт.

Предлагалось и множество других объяснений причин вымирания динозавров. Одной из первых гипотез, связанных с космосом, было высказанное советским астрономом И. С. Шкловским предположение, что вымирание было связано со вспышкой Сверхновой звезды в нашей Галактике. Ее остатками сейчас является Крабовидная туманность. По расчетам астрономов, жесткое космическое излучение от Сверхновой достигло Земли примерно в то время, когда вымерли динозавры. Оно и стало роковым фактором. В любом случае несомненно, что вымирание динозавров было обусловлено не одной какой-либо «ударной» причиной, а явилось следствием целой цепи событий, связанных с различными внутренними и, вероятно, внешними факторами, последние из которых могли сыграть роль спускового крючка, приведшего к трагическому концу.

Автор: И.С. Барсков