Журнал «Вокруг Света» №04 за 2004 год
Шрифт:
Кирилл Бронников, доктор физико-математических наук
Карлики среди великанов
Для большинства из нас понятие «динозавр» — синоним огромных, наводящих ужас на все живое ящеров, кровожадность которых не знает предела. Специалисты же вправе относиться к подобным стереотипам восприятия с нескрываемым скепсисом. Они-то знают, что далеко не все динозавры были гигантами. Обширное племя этих вымерших рептилий насчитывало немало мелких и даже миниатюрных ящеров, не способных превысить по размерам обыкновенную курицу. Палеонтологи в попытке разгадать тайны эволюции жизни на нашей планете изучают этих карликов с особым энтузиазмом, открывая при этом ошеломляющие, порой трудно объяснимые факты.
На протяжении всех 150 млн. лет господства динозавров бок о бок с огромными ящерами жили их куда более мелкие сородичи. Уже в середине триасового периода (240 млн. лет назад) на Земле обитало немало мелких, проворных, хищных динозавров. Среди этих древнейших из известных нам ящеров был и эораптор — небольшой, изящный хищник, найденный в 1991 году палеонтологом Полом Серено в Аргентине. Длина тела «утреннего охотника» (перевод латинского названия этого животного) составляла не более метра, но его великолепные острые зубы с успехом компенсировали эту «неприятность». Вероятнее всего, добычей эорапторов чаще всего становились мелкие пресмыкающиеся, но не исключено, что эти хищники практиковали и коллективную охоту, нападая на более крупных животных целой стаей.
Классическим примером мини-динозавров можно считать живших в позднеюрское время (170 млн. лет назад) ящеров компсогнатусов, останки которых были обнаружены в 1861 году в знаменитых Золенгофенских карьерах Баварии. Их скелеты поразили ученых своей миниатюрностью. Помимо 60-сантиметровых особей им попадались также и вовсе крохотные экземпляры, не превышавшие 25 см. И это в то время, когда Землю населяли громадные диплодоки и цератозавры! Впрочем, кроха-компсогнатус был истинным хищником — в этом не оставляло никаких сомнений как строение его зубов, так и обнаруженные в области желудка одной из окаменевших рептилий останки ящерицы. Особенности же строения скелета компсогнатуса — вытянутые ноги, легкие кости, длинный хвост, — выдавали в нем прекрасного бегуна. Компсогнатусу не было равных в скорости, что позволяло ему не только быстро догонять ускользавшую добычу, но и спасаться бегством в случае опасности.
Миниатюрностью форм с компсогнатусом мог бы поспорить сципионикс — мелкий динозавр, обитавший на территории современной Италии в меловом периоде (140 млн. лет назад), — длина его тела не превышала 40 см. Итальянские палеонтологи, в 1983 году обнаружившие несколько экземпляров этих окаменевших рептилий, были удивлены их уникальной сохранностью — вплоть до мумифицированных внутренних органов ящера, мышц грудной клетки и основания хвоста. Исследования показали, что сципионикс, вероятнее всего, также был хищником и быстро бегал на двух ногах.
Именно группа небольших, крайне подвижных и маневренных плотоядных ящеров, живших в меловом и юрском периодах, которая получила название целурозавры, уже не один десяток лет приковывает к себе пристальное внимание палеонтологов всего мира. В процессе изучения этих древних рептилий ученые надеются раскрыть загадку происхождения на нашей планете птиц, дискуссия об эволюции которых ведется на протяжении целого столетия и уже вошла в разряд «великого» палеонтологического спора.
Дело в том, что многие целурозавры строением тела, «ажурной» конструкцией скелета, способом передвижения и даже отдельными повадками разительно напоминают птиц. Во всяком случае, на взгляд неспециалиста, некоторые ископаемые рептилии практически неотличимы от птиц. Так, настоящий фурор в палеонтологическом сообществе произвели находки оперенных динозавров. Одним из таких «птицеподобных» ящеров был ближайший родственник компсогнатуса — синозавроптерикс. Тело этой рептилии, едва достигавшее 50 см, сплошь покрывали довольно крупные (до 4 см) перья. Обнаруженные в Китае останки синозавроптерикса говорят о том, что отсутствовали они лишь на части головы и задних лап. Вероятно, такая «шуба» помогала животному поддерживать высокую температуру тела круглые сутки и охотиться даже ночью.
К этой же группе оперенных динозавров относится и авимимус, описанный московским палеонтологом Сергеем Курзановым в 1981 году. Обитавший 100 млн. лет назад на равнинах Китая и Монголии, ящер был невелик (до полутора метров в длину) и охотился на мелких рептилий. В этом ему, вероятнее всего, помогали оперенные передние лапы — во время бега авимимус, взмахивая ими, словно крыльями, на мгновение вспархивал над землей, отчего шаги его становились существенно длиннее.
Несколько позже, 80 млн. лет назад, на территории пустыни Гоби жил еще один «пернатый» динозавр — мононикус, отличавшийся крайне причудливым внешним видом. Густой перьевой покров защищал тело животного от колебаний температуры воздуха, а его небольшие передние лапы были снабжены одним загнутым длинным когтем. Этот проворный динозавр поедал различных насекомых и мелких ящериц. Возможно, что при помощи своих необычных когтей он разрывал муравейники и термитники, чтобы поживиться их обитателями.
Исследования окаменевших скелетов мелких рептилий — целурозавров, в строении которых оказалось очень много птичьих черт, находки оперенных ящеров привели многих палеонтологов к убеждению, что именно динозавры и стали предками всех современных птиц. Эта мысль была высказана еще в XIX веке, а своеобразным толчком к возникновению подобных воззрений стала сенсационная находка в одном из Золенгофенских карьеров древней птицы — археоптерикса. Это удивительное существо, сочетавшее в себе черты и динозавра, и птицы, было обнаружено в карьере в 1861 году — в пласте сланца находился почти целый скелет с отпечатками перьевого покрова. Спустя несколько лет английский естествоиспытатель Томас Хаксли выдвинул гипотезу, согласно которой все птицы произошли от мелких хищных ящеров — целурозавров, а промежуточным звеном эволюции между динозаврами и птицами стал археоптерикс. В защиту своих взглядов Хаксли привел весьма веские свидетельства родства этих двух групп животных — почти одинаковое строение ног, трехпалые передние конечности, легкие кости и многое другое.
Позиция Хаксли расколола палеонтологов на два непримиримых лагеря. Одни из них безоговорочно приняли все доводы Хаксли, другие же отвергали саму возможность происхождения птиц от динозавров. Надо сказать, что аргументы противников гипотезы Хаксли тоже выглядели вполне обоснованными — динозавры считались холоднокровными рептилиями, а для активного полета нужен такой высокоэффективный обмен веществ, который присущ только теплокровным животным; грудная кость (своеобразная «вилочка»), существующая и у современных птиц и необходимая для полета, у динозавров отсутствует, исчезнув в ходе эволюции. Следовательно, одинаковые черты, отмеченные и у динозавров, и у птиц, — это всего лишь схожая реакция приспособления двух разных групп организмов на одинаковые условия природной среды.
Кроме того, многие палеонтологи, не разделявшие идеи Хаксли, вообще отказались признать в археоптериксе птицу, так как животное это обладало целым рядом черт, присущих оперенным динозаврам, — это и зубастая пасть, и когти на крыльях, и длинный, как у ящера, хвост, и тяжелые, непригодные для полета кости.
Этот концептуальный спор, длящийся уже более века, временами приобретал необычайный накал, а дискуссии между представителями двух направлений нередко превращались в настоящие схватки — дело доходило даже до обвинений в фальсификации ископаемых останков археоптерикса. И одна, и другая стороны пытались найти ключ к решению тайны происхождения птиц, исследуя все новые находки палеонтологов, тщательно анализируя строение скелетов различных динозавров.
В итоге большинство палеонтологов сошлось на том, что археоптерикс — все же птица, пусть и примитивная, но в качестве предка современных птиц выступать может едва ли. Ученые считают, что ящерохвостые птицы, к которым и был отнесен археоптерикс, — лишь боковая ветвь эволюции. Поскольку в это же время на Земле уже существовали более совершенные настоящие птицы, ископаемые останки которых науке известны. Серьезный вклад в их изучение внес крупный российский палеонтолог Евгений Курочкин.
В 60-х годах прошлого века палеонтолог Джон Остром пересмотрел и дополнил свежими идеями гипотезу Хаксли, которая в результате этого приобрела новых сторонников. Десятилетие спустя казавшийся незыблемым постулат о холоднокровности всех динозавров стал подвергаться очень серьезным сомнениям. К этому же времени относятся и первые находки мелких окаменевших динозавров, в скелетах которых были обнаружены костяные «вилочки». И все же «триумф» тех палеонтологов, которые считали птиц прямыми потомками динозавров, оказался преждевременным — эмбриологические исследования, проведенные в 1990-х годах, не подтверждали родства этих групп животных. Для противников гипотезы Хаксли гораздо более убедительной представляется мысль о том, что прародителями современных птиц являются предки динозавров — текодонты, крупные пресмыкающиеся, жившие 300 млн. лет назад и давшие начало и динозаврам, и птицам, которые развивались независимо друг от друга. Но, как и столетие назад, с этой точкой зрения готовы поспорить десятки весьма именитых палеонтологов.